01
snRNA-seq助力发现心肌病基因型相关的细胞谱系和转录本特征
心力衰竭的起因是一系列不同的心血管疾病，各种刺激最终导致严重的后果，因此起始的病因并不能指导心力衰竭的治疗，目前对心力衰竭的治疗通常需要机械干预或者心脏移植。snRNA-seq为心脏的细胞组成和分子状态的表征提供了一个新的方法，也为发现扩张型心肌病（DCM）、致心律失常性心肌病（ACM）和高心力衰竭发生率相关的心脏失调与基因分型的关系提供可能性。
本文研究者对18名健康人心脏和61名心力衰竭病人心脏的心室组织进行snRNA-seq研究，获得了10种主要的细胞类型，并发现DCM和ACM病人的心肌细胞明显减少，而内皮细胞和免疫细胞数量大大增加；然后通过DCM（LMNA、RBM20、TTN）和ACM（PKP2）相关的基因型确定了两种心肌病特有的转录特征，并确定了常见多态性的基因特有的心脏细胞谱系，基于富含基因型的转录本和细胞状态利用机器学习开发了可预测心脏样本基因型的算法。
这些数据阐明了人类心力衰竭的共享和不同的细胞和分子结构，并提出了候选治疗靶点。
02
单细胞+空间转录组测序：揭示心肌梗死后巨噬细胞异质性的时空动力学和Trem2hi巨噬细胞的潜在功能
心力衰竭 (HF) 是心肌梗死 (MI) 的常见后果，急性心肌梗死后的缺血性损伤将多种先天和适应性免疫细胞招募到梗死的心脏。通过精确识别疾病不同阶段炎症细胞的组成可能为建立新的生物标志物和治疗方法提供线索。
本研究通过单细胞RNA测序 (scRNA-seq) 与空间转录组学相结合，研究MI小鼠模型中与梗死相关免疫细胞的时空动态。结果显示，鉴定出12个主要的免疫细胞群，并且这些细胞群的比例在心肌梗死后发生动态变化。其中巨噬细胞是目前最丰富的群体（>为60%，除心肌梗死后第1天外）。此外，通过轨迹分析发现，心肌梗死后晚期巨噬细胞中Trem2的表达上调，体内注射可溶性Trem2可显著改善梗死心脏的功能和结构。
本研究有助于更好地理解心肌梗死驱动的免疫反应，并且通过进一步研究Trem2信号通路的调控因子，将有利于探索心肌梗死后心衰的新治疗策略。
03
单细胞转录组发现胆道闭锁的潜在治疗新方法
胆道闭锁（BA）是一种新生儿疾病，预后差，死亡率高，Kasai门肠造口术或肝移植，作为最终选择。BA的病因和发病机制尚不清楚，但功能失调的免疫细胞，如NK细胞、B细胞、CD4+和CD8+T细胞，与直接或间接的BEC损伤有关，从而导致胆管损伤。
在这项研究中，首先在NOD/SCID新生小鼠中建立了BA模型，在出生后24小时内接种RRV诱导的BA中先天免疫反应的功能，并将其与BALB/c小鼠的BA进行比较。然后使用scRNA-seq平台分析肝脏中Gr-1+细胞的组成，发现CD177+细胞是Gr-1+细胞的主要群体，并且表达了高水平的干扰素刺激和中性粒细胞脱粒基因。CD177-/-BALB/c小鼠表现出疾病发作延迟和发病率和死亡率降低。在BACD177+细胞中检测到大量线粒体，ROS和NET水平升高，这会诱导共培养中胆管上皮细胞(BEC)的凋亡。在一项初步临床研究中，对BA患者施用NAC可降低CD177+细胞数量和ROS水平，这表明潜在的有益作用。
总之，该研究表明，CD177+细胞通过NET形成在BA发病机制的启动中起重要作用。CD177基因缺陷小鼠的应用揭示了这些细胞在BA发育中的重要性。
04
心梗单细胞多组学＋空转图谱：单细胞多组学绘制人了心肌梗死细胞图谱
心肌梗死是全世界范围内人类死亡的主要原因之一，但是心肌梗死后细胞重塑过程是如何进行还不甚清楚。心肌梗死后，心脏中的细胞发生重塑，免疫细胞在梗死区域募集、肌成纤维细胞活化、瘢痕组织形成以及新的血管逐渐形成，了解心肌梗死后心脏从急性缺血到慢性瘢痕形成的具体细胞和分子机制将是新疗法开发的关键。
本文通过对心肌梗死患者与对照组样本中心肌组织在不同时间点、不同生理结构区域进行sn-RANseq、snATAC分析以及空间转录组分析，绘制了人类心肌梗死组织最大、最全面的多组学图谱，其中包括了心肌梗死进展阶段的不同空间信息和样本，并对数据进行综合分析，在snATAC结果中找到了罕见的肥大细胞和脂肪细胞，空间转录组结果解析了心机梗死后三种组织特征各自的细胞组成特征，随后将三者结果进行联合，从心肌疾病特异性的心肌细胞状态、心脏上皮细胞异质性、成纤维细胞分化、相关信号通路变化等方面揭开了心肌梗死后心脏中不同细胞的重塑过程。
本文为评估心肌细胞组成类型、修复与重塑过程的全面理解提供了工具，为心肌梗死领域的研究提供了重要参考，也为心脏疾病的治疗提供了重要基础。
05
单细胞ATAC揭示CAR-T细胞在体内的功能失调机制
CAR-T治疗在多种恶性血液肿瘤中都取得了良好的治疗效果，但也存在体内持久性差、易复发、不能有效扩增、靶抗原丢失或突变、细胞因子综合征和神经系统毒性、有限的适用性等弊端，在临床上抗原刺激于CART细胞的耗竭密切相关，影响着CART治疗的预后，CART细胞在进入人体后发生耗竭的机制是什么？在bulk层面上已经有一些研究，但是单细胞技术的发散能够对其动态变化过程进行更加具体的解释。
本文利用scATAC-seq对体外培养和多发性骨髓瘤病人CAR-T细胞进行检测，依据耗竭相关受体的染色质可及性差异定义了在肿瘤抗原刺激过程中耗竭T细胞可以分为两个亚群：中间耗竭T细胞和终末耗竭T细胞，进一步验证发现LAG-3+细胞高表达免疫抑制受体，对肿瘤细胞的杀伤能力显著降低，发育轨迹分析发现中间耗竭T细胞富集JUN、FOS、NFKB1、BACH2等转录因子，终末耗竭T细胞富集了BATF、IRF4、PRDM1等转录因子，并在体内得到了验证，然后CAR-T细胞和动物实验验证了差异染色质可及性区域的BATF和IRF4巧匠可以显著增加CAR-T细胞的杀伤效果，延长CAR-T细胞在小鼠体内的维持时间。
本文从表观层面解析CART细胞杀伤和耗竭过程的染色质看科技型变化图谱，完善了CART细胞耗竭的机制，并在体内实验验证了相关转录因子对CART细胞的状态转变，为临床改造CART细胞以实现更好的治疗效果提供新的思路。
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