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2 代謝組學(xué)

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，迄今為止，神經(jīng)精神疾病領(lǐng)域涉及單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組文章，共發(fā)表873篇，其中IF≥10的文章共249篇；2021年發(fā)表138篇，IF≥10的文章52篇，值得關(guān)注的是，相比較于蛋白組學(xué)及代謝組學(xué)，近幾年單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組高分文章占比高，彰顯出其研究?jī)r(jià)值及熱度，具體如下：

文獻(xiàn)名稱(chēng)：Exercise plasma boosts memory and dampens brain inflammation via clusterin

發(fā)表期刊：Nature（IF= 49.964）

組學(xué)技術(shù)：蛋白組

實(shí)驗(yàn)材料：跑步鍛煉小鼠和久坐小鼠血漿

摘要：本研究中作者將跑步鍛煉小鼠的血漿“轉(zhuǎn)移”到久坐小鼠身上，減少了它們的神經(jīng)炎癥，并改善它們的認(rèn)知表現(xiàn)。通過(guò)對(duì)血漿蛋白質(zhì)組的檢測(cè)，他們發(fā)現(xiàn)補(bǔ)體和凝血途徑相關(guān)蛋白（包括簇集素蛋白CLU）顯著上調(diào)。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)靜脈注射CLU可以減少急性腦炎和阿爾茨海默病小鼠模型中神經(jīng)炎性基因的表達(dá)。另外，作者還發(fā)現(xiàn)輕度認(rèn)知障礙患者進(jìn)行6個(gè)月的有氧訓(xùn)練后，血漿CLU水平升高。這些發(fā)現(xiàn)證明了抗炎運(yùn)動(dòng)因子的存在，為運(yùn)動(dòng)如何有益于大腦的機(jī)制提供了新的見(jiàn)解。

文獻(xiàn)名稱(chēng)：Single-cell delineation of lineage and genetic identity in the mouse brain

發(fā)表期刊：Nature（IF= 49.960）

組學(xué)技術(shù)：單細(xì)胞測(cè)序

實(shí)驗(yàn)材料：在胚胎第10.5天、12.5天、13.5天、14.5天的小鼠前腦組織

摘要：本研究將高通量單細(xì)胞 RNA 測(cè)序 (scRNA-seq) 與祖細(xì)胞的大規(guī)模平行標(biāo)記相結(jié)合，重建前腦神經(jīng)發(fā)生過(guò)程中的譜系關(guān)系，量化了所有主要細(xì)胞類(lèi)的克隆分化和收斂，發(fā)現(xiàn)不同類(lèi)型的GABAergic神經(jīng)元共享一個(gè)共同的譜系。GABAergic克隆的分化發(fā)生在細(xì)胞周期結(jié)束后的胚胎發(fā)生過(guò)程中，表明分化是在祖細(xì)胞水平上開(kāi)始的一個(gè)譜系依賴(lài)過(guò)程。本研究加深了對(duì)神經(jīng)發(fā)育障礙的理解，為解決相關(guān)疾病提供了理論基礎(chǔ)。

文獻(xiàn)名稱(chēng)：Microglia modulate stable wakefulness via the thalamic reticular nucleus in mice

發(fā)表期刊：Nature Communications（IF= 14.912）

組學(xué)技術(shù)：全譜代謝組

實(shí)驗(yàn)材料：正常對(duì)照組（清醒狀態(tài)/睡眠狀態(tài)）和小膠質(zhì)細(xì)胞耗竭組（清醒狀態(tài)/睡眠狀態(tài)）小鼠皮層下區(qū)域腦組織

摘要：本研究利用全譜非靶代謝組學(xué)對(duì)正常對(duì)照組（清醒狀態(tài)/睡眠狀態(tài)）和小膠質(zhì)細(xì)胞耗竭組（清醒狀態(tài)/睡眠狀態(tài)）小鼠皮層下區(qū)域腦組織進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)分子線索，并通過(guò)脂質(zhì)層面進(jìn)行驗(yàn)證，描繪了全面的代謝譜圖，最終發(fā)現(xiàn)神經(jīng)酰胺是小膠質(zhì)細(xì)胞調(diào)節(jié)睡眠/清醒的關(guān)鍵活性物質(zhì)。進(jìn)一步研究明確了小膠質(zhì)細(xì)胞可以通過(guò)神經(jīng)酰胺調(diào)節(jié)aTRN神經(jīng)元活動(dòng)進(jìn)而控制清醒和睡眠狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。大腦神經(jīng)酰胺水平在不同的生理和病理?xiàng)l件下存在顯著變化，本研究為衰老和其他病理?xiàng)l件下清醒受損治療提供了新的思路。

文獻(xiàn)名稱(chēng)：Multi-omic analysis of selectively vulnerable motor neuron subtypes implicates altered lipid metabolism in ALS

發(fā)表期刊：Nature Neuroscience（IF= 24.884）

組學(xué)技術(shù)：轉(zhuǎn)錄組+非靶代謝+靶向代謝

實(shí)驗(yàn)材料：胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(HiPSCs)

摘要：本研究通過(guò)對(duì)人類(lèi)多能干細(xì)胞誘導(dǎo)的脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元SMN和眼運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)代謝及其相關(guān)基因在肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS)脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元中表達(dá)失衡。進(jìn)一步靶向代謝組學(xué)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)花生四烯酸水平顯著升高。降低花生四烯酸水平的藥理作用足以逆轉(zhuǎn)人類(lèi)SMN以及果蠅和小鼠模型體內(nèi)ALS相關(guān)表型。本研究證明脂質(zhì)代謝過(guò)程可作為ALS潛在的治療靶點(diǎn)。

文獻(xiàn)名稱(chēng)：Metabolomics of sebum reveals lipid dysregulation in Parkinson’s disease

發(fā)表期刊：Nature Communications（IF= 14.913）

組學(xué)技術(shù)：非靶代謝組學(xué)

實(shí)驗(yàn)材料：274例皮脂樣本（80例用藥初期 PD, 138例藥物PD和56例匹配良好的對(duì)照受試者）

摘要：本研究使用代謝組學(xué)的方法來(lái)觀察帕金森病人皮脂中脂質(zhì)的變化。通過(guò)對(duì)274例受試者 (80例用藥初期 PD, 138例藥物PD和56例匹配良好的對(duì)照受試者 ) 檢測(cè)，篩選出10個(gè)顯著差異代謝物。通路富集分析表明，與肉堿穿梭、鞘脂代謝、花生四烯酸代謝和脂肪酸生物合成相關(guān)的脂代謝發(fā)生了變化。這項(xiàng)研究表明皮脂可以用來(lái)識(shí)別帕金森病的潛在生物標(biāo)志物。

文獻(xiàn)名稱(chēng)：Multi-omics of human plasma reveals molecular features of dysregulated inflammation and accelerated aging in schizophrenia

發(fā)表期刊：Molecular Psychiatry（IF= 15.992）

組學(xué)技術(shù)：蛋白質(zhì)組學(xué)、翻譯后修飾蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)

實(shí)驗(yàn)材料：54 名精神分裂癥患者和 51 名非精神病對(duì)照的血漿

摘要：本研究中，作者通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)，翻譯后修飾蛋白質(zhì)組學(xué)（PTM）和代謝組學(xué)分析了 54 名精神分裂癥患者 (SZ) 和 51 名非精神病對(duì)象 (NC) 的血漿。蛋白質(zhì)組學(xué)分析量化了742種蛋白質(zhì)，PTM 分析鑒定了來(lái)自140種蛋白質(zhì)的872種獨(dú)特的修飾肽，代謝組學(xué)注釋到了159 種代謝物。結(jié)合患者的社會(huì)統(tǒng)計(jì)學(xué)和臨床數(shù)據(jù)信息，發(fā)現(xiàn)了精神分裂癥患者中蛋白和代謝水平顯著變化的標(biāo)志物，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)識(shí)別了年齡相關(guān)疾病風(fēng)險(xiǎn)的分子決定因素，篩選到的相關(guān)蛋白質(zhì)也為精神分裂癥的早期干預(yù)治療提供了新的途徑。

文獻(xiàn)名稱(chēng)：Integrating human brain proteomes with genome-wide association data implicates new proteins in Alzheimer’s disease pathogenesis

發(fā)表期刊：Nature Genetics（IF= 27.603）

組學(xué)技術(shù)：全蛋白質(zhì)組關(guān)聯(lián)研究(proteome-wide association study，PWAS)

實(shí)驗(yàn)材料：375例捐獻(xiàn)者死后大腦的背外側(cè)前額葉皮層(dPFC)樣本

摘要：本研究運(yùn)用全蛋白質(zhì)組關(guān)聯(lián)研究(proteome-wide association study，PWAS)，將阿爾茨海默癥 (AD) 隊(duì)列 GWAS結(jié)果與人腦蛋白質(zhì)組進(jìn)行PWAS分析，確定了11個(gè)與阿爾茨海默病(AD)有因果關(guān)系基因，它們通過(guò)順式調(diào)節(jié)的大腦蛋白豐度發(fā)揮作用，其中9個(gè)重要基因在PWAS階段得到驗(yàn)證。本研究為AD的發(fā)病機(jī)制提供了新的見(jiàn)解，并為進(jìn)一步的機(jī)制和治療研究提供了新的靶點(diǎn)。

文獻(xiàn)名稱(chēng)：Biogeography of the large intestinal mucosal and luminal microbiome in cynomolgus macaques with depressive-like behavior（客戶(hù)文獻(xiàn)）

發(fā)表期刊：Molecular Psychiatry（IF= 15.992）

組學(xué)技術(shù)：16s測(cè)序與G350高通量靶向代謝組

實(shí)驗(yàn)材料：MDD食蟹猴和對(duì)照組盲腸、升結(jié)腸、橫結(jié)腸和降結(jié)腸四個(gè)腸道部位的內(nèi)容物及腸道粘膜

摘要：本研究通過(guò)16s測(cè)序與G350高通量靶向代謝組的方法在食蟹猴嚴(yán)重抑郁障礙 (MDD)模型中，首次描繪了不同腸道段的粘膜和腸道內(nèi)容物中微生物群落組成及功能變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)具有抑郁行為食蟹猴在門(mén)水平上表現(xiàn)出不同的粘膜和腔內(nèi)微生物組成的變化。功能預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)微生物群落功能變化涉及碳水化合物和能量代謝途徑，靶向代謝組學(xué)分析證實(shí)參與這些途徑的9種代謝物在MDD食蟹猴中被耗盡。本研究發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致抑郁狀態(tài)下代謝改變的途徑，加深了對(duì)粘膜和管腔微生物群參與抑郁癥發(fā)生機(jī)制的理解。

2021年已成為過(guò)去，祝愿廣大科研工作者2022年再迎科研碩果，共創(chuàng)學(xué)術(shù)佳績(jī)！