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芪白平肺胶囊调控特发性肺纤维化相关免疫细胞分子机制的生物信息分析
编辑人员丨1周前
目的:通过分析特发性肺纤维化(IPF)患者肺组织的单细胞转录组测序(scRNA-seq)数据,联合芪白平肺胶囊的网络药理学,探索IPF患者中与芪白平肺胶囊调控相关的免疫细胞、靶基因及其潜在机制。方法:从基因表达综合数据库(GEO)下载IPF患者(IPF组)和正常者(对照组)的scRNA-seq数据,采用随机数字表法在2组中各选取20个样本用于分析IPF的免疫细胞群及其比例变化。对各免疫细胞群进行差异基因分析,将 P<0.05和|logFC|>0.6的基因鉴定为差异基因。对差异基因进行基因本体论(GO)-生物过程富集分析,探索参与IPF疾病进程的潜在分子功能及机制。基于中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)获取芪白平肺胶囊主要活性成分和靶基因,并对靶基因进行GO和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。通过将芪白平肺胶囊靶基因映射到IPF免疫细胞差异基因,构建"活性成分-靶基因-免疫细胞"网络。通过GO和KEGG富集分析探索芪白平肺胶囊用于治疗IPF患者的潜在作用机制。通过STRING数据库和Cytoscape软件对"活性成分-靶基因-免疫细胞"网络中靶基因进行蛋白质互作分析并寻找关键靶基因。 结果:在IPF组和对照组的肺组织中共发现B细胞、T细胞和先天淋巴细胞等18个免疫细胞群。与对照组比较,IPF组中经典2型树突状细胞、肥大细胞、浆细胞样树突细胞和调节性T细胞比例均增加,差异均有统计学意义(均 P<0.05)。18个免疫细胞群共包含534个差异基因,参与了淋巴细胞的活化、抗原的加工和呈递、白细胞的迁移和趋化作用等免疫相关生物过程。芪白平肺胶囊包含18个有效活性成分和239个靶基因,其中联苯双酯、槲皮素、毛异黄酮等9个活性成分靶向IPF中除浆细胞样树突细胞外的17个免疫细胞群与IL-1B、VEGFA、FOS等42个差异基因。这些靶向差异基因主要富集于活性氧或氧化应激相关通路与多个免疫信号通路,包括IL-17、MAPK、TNF通路等。 结论:芪白平肺胶囊可能靶向多种免疫细胞,并通过活性氧或氧化应激相关通路与IL-17、MAPK、TNF等免疫信号通路,调控IPF患者的免疫炎症反应。
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编辑人员丨1周前
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单细胞测序数据分析瘢痕疙瘩和局限性硬皮病组织中周细胞的差异
编辑人员丨1周前
目的:探讨瘢痕疙瘩和局限性硬皮病组织中周细胞的异质性及其演化轨迹差异,为研究2种皮肤纤维化疾病的致病机制和治疗靶点提供新的线索。方法:选取GEO和GSA-Human数据库中的3例局限性硬皮病、4例瘢痕疙瘩及其对应的邻近正常皮肤样本细胞的单细胞转录组测序数据,绘制数据的表达矩阵。采用R语言的Seurat 4.3.0包进行处理后分群绘制 t-SNE可视化图谱。采用Monocle 2.24.0包对其中的周细胞进行拟时序轨迹分析。 结果:瘢痕疙瘩和局限性硬皮病皮肤组织无监督聚类为19个不同的细胞群体,其中周细胞为C7、C11群,高表达PDGFRB和RGS5基因,占总细胞数的7.53%。周细胞进一步可分为8个亚群,拟时序分析发现基因表达变化主要有细胞命运1(fate 1)和细胞命运2(fate 2)2个分支轨迹,依照时序周细胞可分为5个状态(S1~S5);其中S4占前分支的绝大部分,代表最初状态的周细胞;S5构成细胞命运1分支的大部分,代表分化较早期状态的周细胞;S1、S2、S3构成命运2分支的大部分,其中S3代表分化中期状态的周细胞,而S1、S2则代表分化晚期状态的周细胞。在正常皮肤中,各分化状态的周细胞均匀分布,而瘢痕疙瘩周细胞主要分布于前支(S4)、分支1(S5)及分支2中的前一部分(S3),分别代表初始、早期及分化中期的细胞状态,分支基因表达动态分析显示其高表达SOX4、COL4A1、COL6A3、AHR、CXCL3和IL1R1等基因;而局限性硬皮病的周细胞主要分布于分支2的中后部分(S1、S2),代表分化末期的细胞,高表达ACTA2和MYH11等基因。结论:瘢痕疙瘩和局限性硬皮病中周细胞具有异质性以及不同的演化轨迹;瘢痕疙瘩周细胞更具有干细胞样特性,通过高表达与细胞干性、上皮-间质转换、侵袭性和免疫微环境调控相关的基因,对其侵袭性和复发的病理特性发挥重要作用;而局限性硬皮病中周细胞可能主要转分化为肌成纤维细胞,导致其纤维化病理表型。
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编辑人员丨1周前
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血小板源性生长因子B在胃癌组织的表达及其临床意义
编辑人员丨1周前
目的:基于单细胞测序技术解析血小板源性生长因子B(PDGFB)在胃癌组织中的表达及其临床意义。方法:选用3对胃癌及配对的癌旁组织样本进行单细胞转录组测序(scRNA-seq)。CellTypist对过滤后的单细胞表达数据进行亚群分类,使用Wilcoxon rank-sum对测序数据进行拟时序分析,探究不同细胞簇中PDGFB的差异表达。通过癌症基因组图谱(TCGA)及免疫组织化学技术(IHC)分析PDGFB在胃癌组织中的表达。收集68例胃癌患者临床数据,采用单因素和多因素Cox比例风险回归模型确定影响胃癌患者预后的独立因素。结果:scRNA-seq分析发现,PDGFB与4种促血管生成因子(FLT4、FLT1、TEK、KDR)在胃癌组织中均显著高表达(PDGFB与4种胃癌组织中的表达显著高于在癌旁组织中的表达,PDGFB在胃癌组织中的相对表达量为2.907,FLT4的相对表达量为2.293,FLT1的相对表达量为2.049,TEK的相对表达量为1.851,KDR的相对表达量为1.843, F=19.399, P<0.01);不同细胞亚群的标记基因分析显示,PDGFB在内皮细胞中显著高表达(PDGFB在内皮细胞中的表达显著高于其他细胞,内皮细胞中相对表达量为2.533,成纤维细胞中相对表达量为0.872,巨噬细胞中相对表达量为1.391,组织干细胞中相对表达量为1.618, F=8.945, P<0.01)。TCGA和IHC分析表明,PDGFB在胃癌组织中的表达显著高于癌旁组织(PDGFB在胃癌组织中阳性率为66.18%(45/68),癌旁组织阳性率为17.65%(12/68), χ2=32.89, P<0.05),并且PDGFB高表达的患者术后5年生存率显著低于PDGFB低表达的患者(PDGFB高表达患者中位生存时间为20个月;PDGFB低表达患者中位生存时间为58个月, χ2=17.64, P<0.05)。多因素Cox回归分析显示,PDGFB的表达在胃癌患者的不同年龄、肿瘤大小、T分期、肿瘤分期均存在显著性相关性[风险系数( HR)=1.950,95%可信区间( CI)=1.101~3.455, P<0.05; HR=5.102,95% CI=2.566~10.146, P<0.05; HR=2.645,95% CI=1.116~6.268, P<0.05; HR=3.985,95% CI=1.971~8.058, P<0.05; HR=6.820,95% CI=1.552~29.967, P<0.05],为总生存期相关的危险因素。 结论:PDGFB在胃癌中高表达,并且PDGFB的高表达与胃癌患者的不良预后明显相关。
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编辑人员丨1周前
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单细胞测序技术在遗传生殖诊断中的应用进展
编辑人员丨1周前
胚胎植入前产前诊断技术在辅助生殖中得到了很大发展,特别为遗传物质异常人群提供了优生优育的技术可能。单细胞测序作为新兴的测序技术,可以从单个细胞的层面解析细胞的基因组和转录组等组学问题,能够反映细胞间的异质性,从而有利于揭示疾病发生发展的机制。通过胚胎植入前产前诊断,应用胚胎活检获得的单个细胞进行高通量测序,可有效检出胚胎染色体的整倍性,对单核苷酸多态(SNP)和染色体拷贝数变异(CNV)也有较好的检出作用,可以应用于基因组多态性及致病变异的检测和研究。介绍了单细胞测序技术和方法,总结了单细胞测序在遗传生殖诊断中的研究现状,阐述了该技术在遗传生殖领域的应用进展,探讨了该技术的未来发展方向。
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编辑人员丨1周前
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单细胞测序和数字PCR技术筛选单核细胞差异基因集对脓毒症早期诊断的临床意义
编辑人员丨1周前
目的:验证脓毒症中特异分化的单核细胞亚群,并筛选及构建用于早期诊断脓毒症的单核细胞差异基因集。方法:选择广东省人民manbet官网登录 2020年6月至2021年3月收治的脓毒症患者,提取外周血单个核细胞(PBMC),应用单细胞测序技术和拟时序分析对单核细胞差异亚群进行验证。利用生物信息学手段分析差异亚群中的基因表达,并筛选出差异基因用于初步构建候选差异基因集。利用数字聚合酶链反应(PCR)技术分别在脓毒症患者PBMC以及脓毒症人髓系白血病单核细胞株(THP-1)模型中对候选差异基因进行验证,并利用韦恩图构建最终的单核细胞差异基因集。使用基因表达数据库(GEO)对差异基因集进行外部数据验证。结果:①细胞注释及拟时序分析结果显示,NEAT1 +CD163 +单核细胞的分化明显区别于其他亚群,并在脓毒症早期就已经出现,是脓毒症病理过程中的特征亚群。②从NEAT1 +CD163 +单核细胞的基因表达中筛选出22个与脓毒症相关的差异基因,经过数字PCR进一步验证后,最终筛选出碱性亮氨酸拉链ATF样转录因子(BATF)、原癌基因JUNB、癌胚抗原相关细胞黏附分子4(CEACAM4)、第9号染色体上95开放阅读框(C9orf95)、G蛋白α亚基15(GNA15)、补体C3A受体1(C3AR1)、转录生长因子β1(TGFB1)、线粒体载体同源物1(MTCH1)8个基因,用于构建最终的单核细胞差异基因集。③外部验证结果显示,由于C9orf95基因在GEO数据库的GSE154918及GSE133822两个数据集中均无数据,因此在验证时将其排除。在GSE154918数据集,单核细胞差异基因集中BATF、JUNB、CEACAM4、GNA15、C3AR1、TGFB1、MTCH1的表达在脓毒症组均较健康对照组明显升高(log 2表达量:BATF为12.78±0.08比11.39±0.35,JUNB为16.88±0.07比16.04±0.03,CEACAM4为14.73±0.08比13.77±0.05,GNA15为13.16±0.06比12.30±0.04,C3AR1为14.62±0.13比12.87±0.05,TGFB1为16.95±0.05比16.57±0.36,MTCH1为14.80±0.02比14.61±0.15,均 P<0.05);在GSE133822数据集,基因集中BATF、CEACAM4、GNA15、C3AR1的表达在脓毒症组明显高于健康对照组(log 2表达量:BATF为8.66±0.16比7.92±0.14,CEACAM4为9.20±0.16比8.36±0.20,GNA15为10.66±0.18比10.13±0.16,C3AR1为11.49±0.27比10.48±0.16,均 P<0.05),而JUNB、TGFB1、MTCH1的表达在两组人群中差异无统计学意义。基因集差异分析(GSVA)显示,在GSE154918及GSE133822两个数据集中,脓毒症组单核细胞差异基因集的富集分数均显著高于健康对照组(GSE154918:0.38±0.04比-0.44±0.02,GSE133822:0.56±0.02比0.20±0.05,均 P<0.01)。受试者工作特征曲线(ROC曲线)分析显示,单核细胞差异基因集在GSE154918及GSE133822两个数据集中对脓毒症早期诊断的ROC曲线下面积(AUC)及95%可信区间(95% CI)分别为0.993(0.980~1.000)和0.944(0.873~1.000),提示其具有可靠的诊断价值。 结论:通过单细胞测序技术及数字PCR技术筛选得到的BATF、JUNB、CEACAM4、GNA15、C3AR1、TGFB1、MTCH1单核细胞差异基因集对脓毒症患者具有良好的早期诊断效能,或许能够为早期诊断脓毒症提供新思路。
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编辑人员丨1周前
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靶向肿瘤微环境的肺癌脑转移研究进展
编辑人员丨1周前
肺癌脑转移是导致患者死亡的主要原因,肿瘤微环境在促进肺癌脑转移中的作用及机制已引起广泛关注。本文总结了与肿瘤微环境相关的肺癌脑转移研究最新进展,阐述了肺癌脑转移中特有的中枢神经系统微环境对转移的影响,以及基于单细胞测序、空间转录组学等新兴技术的脑转移微环境全景研究,并分述了脑转移微环境各成分与肿瘤细胞的互作及机制,为肺癌脑转移的微环境靶向治疗提供新的策略。此外,文章还综述了现有靶向微环境的肺癌脑转移临床研究和治疗现状,为肺癌脑转移的精准医疗提供参考。
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编辑人员丨1周前
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单细胞测序和空间转录组技术在肝病研究中的应用进展
编辑人员丨1周前
新兴的单细胞测序技术联合空间转录组技术,可以从细胞层面分析细胞的基因组、转录组和空间信息,这有助于人们探究细胞的基因表达水平和三维重建,了解细胞间的联系,进而促进探讨疾病的发生和发展机制。近年来,单细胞测序和空间转录组技术的联合运用已促进细胞和多种疾病研究,其在肝脏生理和疾病方面已取得部分成果。本文综述了单细胞测序和空间转录组技术联合运用在肝病研究中的应用进展。
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编辑人员丨1周前
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多组学分析揭示瘢痕形成和创面再生愈合中的不同分子轨迹
编辑人员丨1周前
再生是组织修复的“圣杯”,但皮肤损伤通常会产生纤维化的、无功能的瘢痕。如何通过再生治疗避免创面愈合后形成瘢痕,需要对损伤到纤维化或再生进程中的分子过程进行深度理解。该文报道了导致皮肤创面细胞瘢痕化或再生的不同分子事件,从转录(单细胞RNA 测序)、蛋白质(timsTOF蛋白质组学)和组织(ECM 超微结构分析)水平上刻画了瘢痕形成与YAP抑制下的创面再生;利用单细胞表面标记,整合长时程多模态数据来揭示纤维化和再生愈合的分子轨迹。结果表明,阻断YAP 机械转导可通过激活Trps1和Wnt信号的Fb实现再生修复。最后,作者通过体内实验进行创面基因敲除和过表达,确定Trps1 是必要的和部分充分的创面再生关键调控基因。该研究建立了一个成年哺乳动物创面再生的分子生物学、细胞生物学以及蛋白质图谱,为未来研究皮肤创面再生与阻断纤维化瘢痕形成提供了广泛的研究资源。
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编辑人员丨1周前
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单细胞转录组测序技术在慢性鼻窦炎中的应用与进展
编辑人员丨1周前
近年来,随着单细胞测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)技术的出现和成熟,其被应用于越来越多疾病发病机制的研究。慢性鼻窦炎(CRS)具有高度异质性,其发病过程有众多的免疫细胞和组织结构细胞参与,应用scRNA-seq技术可以有效解析不同细胞在CRS发生和发展中的作用,探究CRS发病机制。本文简要介绍了scRNA-seq技术的基本原理、实验流程和数据分析,讨论了其在CRS研究中的应用进展及局限性,并展望了其应用前景。
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编辑人员丨1周前
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喉癌组织的细胞异质性及其上皮细胞演化轨迹分析
编辑人员丨1周前
目的:分析喉癌及转移淋巴结的细胞亚群分类及功能,探索上皮细胞向肿瘤细胞演化的轨迹。方法:对2019年10月22日至12月16日宁波市医疗中心李惠利manbet官网登录 收治的5例喉癌组织、配对的转移淋巴结及3例癌旁正常组织进行单细胞转录组测序,患者均为男性,年龄53~70岁,使用Seurat软件分析上述组织的细胞亚群,功能富集分析探讨各类细胞亚群的生物学功能。运用拷贝数变异(copy number variation,CNV)情况区分上皮细胞恶性与否,通过拟时序分析揭示正常上皮细胞和肿瘤细胞的演变轨迹,并识别癌变的过渡态细胞。经Seurat软件FindAllMarker函数分析得到过渡态细胞中高表达的基因,并用免疫组化进行验证。结果:通过多重质控,共获得66 969个高质量单细胞,分为9个主要细胞簇:上皮细胞、T细胞、B细胞、成纤维细胞、内皮细胞、髓系细胞、肥大细胞、浆细胞样树突状细胞和神经细胞,前5类细胞簇分别有8、6、4、3和2类亚群。4个上皮细胞亚群(C0、C1、C2、C5)来源于肿瘤组织和转移淋巴结,具有较高的CNV水平和肿瘤细胞含量。拟时序分析发现上皮细胞演变轨迹为正常上皮细胞亚群C4向早期癌变细胞群C0转化,C0继续分化为3个主要恶性肿瘤细胞亚群C1、C3和C5。上皮细胞C0可能代表癌变的过渡态细胞群,功能富集于上皮间质转化、血管生成等生物学过程,其高表达萝卜硫素(sulforaphane, SFN)可能与肿瘤发生发展相关。免疫组化验证发现SFN在肿瘤组织和转移淋巴结中高表达,而在癌旁组织中低表达。 结论:本研究利用单细胞测序技术阐述了喉癌组织及转移淋巴结中细胞和功能的多样性,同时C0在肿瘤细胞演化中起到关键作用。
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编辑人员丨1周前