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单细胞测序助力鹿角干细胞再生研究
A population of stem cells with strong regenerative potential discovered in deer antlers[1]
期刊: Science
影响因子:63.714
发表单位：西北工业大学、空军军医大学、长春科技学院与吉林农业大学
发表时间:2023年2月24日
一、研究背景
在自然界中，壁虎断尾后不久就会长出新的尾巴，蝾螈四肢缺损后会长出新的肢体，这种生物体对失去的结构重新自我修复和替代的过程被称为“再生”。关于“再生”的研究一直是国内外科学家关注的重点。
哺乳动物（包括人类）的器官和附肢如何实现再生，对于未来实现组织器官损伤修复和对抗器官衰老具有重要意义。长久以来，科学家一直试图从斑马鱼和蝾螈等再生能力极强的低等脊椎动物中寻找答案，但仍缺乏对哺乳动物再生机制的深入解析。
鹿角是哺乳动物中唯一能在自然情况下周期性完全再生的器官，因此对鹿角再生能力的研究有利于帮助人类进一步了解哺乳动物的再生机制。
作者建立了鹿角再生发育的细胞图谱，系统描述了鹿角再生和快速生长的细胞分子机制，从而发现了鹿角再生过程中特有的干细胞群，这一干细胞群是鹿角再生能力的核心细胞群，是鹿角再生能力的必要条件。通过进一步的实验验证表明，该细胞群展现出了极强的自我更新、成骨和软骨分化以及骨骼修复的能力。该研究为哺乳动物再生能力的研究提供了全新的认知，同时为哺乳动物骨骼修复和人类骨骼的再生医学提供了新的研究方向。
二、研究思路
三、主要结论
作者提出了鹿茸再生的时空细胞图谱，系统描述了鹿角再生和快速生长的细胞分子机制：鹿茸再生与基于干细胞的哺乳动物再生过程是一致的，进一步鉴定了一群具有自我更新、成骨-成软骨分化和骨组织修复能力的再生祖细胞（ABPCs）。为研究鹿茸再生提供了细胞学基础，并为哺乳动物再生提供了全新的认知、为再生医学提供了新的研究方向。
单细胞测序揭示炎症性肠病致病新机制
Multiomics analyses reveal a critical role of selenium in controlling T cell differentiation in Crohn's disease[2]
期刊：Immunity
影响因子：43.474
发表单位：浙江大学
发表时间：2021年8月2日
一、研究背景
炎症性肠病（inflammatory bowel disease,IBD）是指原因不明的一组非特异性慢性胃肠道炎症性疾病，主要包括溃疡性结肠炎（ulcerative colitis,UC）、克罗恩病（Crohn disease,CD），其病因和发病机制尚未完全明确，已知肠道黏膜免疫系统异常反应所导致的炎症反应在IBD发病中起重要作用。近年来，IBD发病率呈上升趋势，目前还无法愈，严重影响患者的生活质量。
本文基于10xGenomics 3'转录组测序，代谢组学以及Bulk RNA-seq技术，对3例健康对照和12例初诊未接受过药物治疗中重度CD和UC患者（各6例）的结肠黏膜免疫细胞（共63314个细胞）进行分析。
二、研究思路
三、主要结论
作者对结肠粘膜免疫细胞进行了单细胞转录组测序，根据标记基因鉴定了36个细胞亚群，差异基因分析显示，Th1-like和Th17-like细胞中多个代谢相关基因发生改变，表明代谢变化可能导致CD和UC个体中不同的效应T细胞分化模式。为了验证上述猜想，作者对30例健康对照人群和64例IBD患者的结肠组织样本进行了非靶向代谢组学分析，检测出了CD和UC患者结肠微环境中存在特异性变化的代谢物。体外实验确认了特异性代谢物亚硒酸盐能显著抑制Th1细胞的分化，而不影响Th17细胞的分化。通过转录组、代谢组学技术对有无亚硒酸盐处理的Th1细胞进行研究，发现亚硒酸盐处理抑制了嘌呤的从头合成途径，而补偿途径代偿性上调。利用SecMS定量硒蛋白质组、CO-IP等技术，发现硒蛋白SLEW在调控Th1细胞分化过程中起重要作用，并发现了SELW调控嘌呤补偿途径和一碳代谢的具体机制。最后作者通过构建的小鼠肠炎模型和CD患者的临床实验发现，补充硒时不但能缓解小鼠的结肠炎症，而且还能改善CD患者的临床症状。
参考文献
[1] Qin T, Zhang G, Zheng Y, et al. A population of stem cells with strong regenerative potential discovered in deer antlers. Science. 2023;379(6634):840-847. doi:10.1126/science.add0488
[2] Huang LJ, Mao XT, Li YY, et al. Multiomics analyses reveal a critical role of selenium in controlling T cell differentiation in Crohn's disease. Immunity. 2021;54(8):1728-1744.e7. doi:10.1016/j.immuni.2021.07.004
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