CNS前沿領航:單細胞多組學應用大盤點-自主發布-資訊-生物在線

CNS前沿領航:單細胞多組學應用大盤點

作者:上海中科新生命生物科技有限公司 2021-12-29T10:51 (訪問量:3194)


近期Nature雜志Technology & tools專欄,發表一篇題為Single-cell proteomics takes centre stage的文章,重點介紹了單細胞蛋白質組學技術的研究進展,并評論指出單細胞的多組學時代即將到來,單細胞蛋白質組學將成為焦點。

單細胞蛋白質組學迎來了蛋白質組學技術的跨時代發展,其聚焦于單個細胞層面,實現了蛋白質組學在極微量樣本分析上的突破,且對于腫瘤異質性,免疫領域以及生殖發育等領域均有極其重要的應用價值。然而,對于如此“前沿”、“時髦”的單細胞蛋白質組學技術,如何轉化成為研究應用思路,發現生理、疾病中的新現象。本期,小編精心整理出單細胞轉錄、單細胞蛋白以及結合多組學研究的典型案例,供可以供大家借鑒。

1 Nat Commun | 單細胞轉錄組學+蛋白質組學揭示肺衰老機制

【文獻名稱】An atlas of the aging lung mapped by single cell transcriptomics and deep tissue proteomics.2021.IF=14.919

【研究思路】作為表面積最大的器官,肺經常暴露在過多的環境中。肺中有一系列保護機制,可在受傷時為肺提供顯著的再生能力。這些保護機制似乎隨著年齡的增長而惡化,因為衰老會導致肺功能下降和增加肺對慢性疾病的易感性。而衰老是一個多因素過程,會在一系列復雜的事件中導致這些分子和細胞變化,先前從未系統地分析過年齡對細胞類型水平的特定影響。在這項研究中,作者使用單細胞轉錄組學蛋白質組學來量化30 種細胞類型的細胞活動狀態的變化,并系統繪制了小鼠肺細胞圖譜。

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【單細胞多組學】Nat Commun | 單細胞轉錄組學+蛋白質組學揭示肺衰老機制



2 CELL | 單細胞轉錄組學+單細胞蛋白質組學揭示免疫細胞的異質性

【文獻名稱】Severe COVID-19 Is Marked by a Dysregulated Myeloid Cell Compartment.2020. IF=41.582

【研究思路】COVID-19是一種病毒感染性疾病,存在輕癥、重癥等多疾病表現,約有10%-20%的嚴重者引起呼吸衰竭等反應。但是對于該疾病的存在的免疫調控機制并不明確。本研究結合單細胞轉錄組學單細胞蛋白質組學進行兩個隊列的研究,對COVID-19的血液中的免疫細胞進行分析,發現免疫細胞類型的組成發生改變,并且不同類型的細胞分化由不同的轉錄因子調控,并聚焦分析了單核細胞在不同嚴重程度的人群中的分布組成,揭示了與重癥COVID-19相關的髓細胞變化特點。

3 Nat Commun | 單細胞蛋白質組學揭示白血病干細胞異質性

【文獻名稱】Quantitative single-cell proteomics as a tool to characterize cellular hierarchies.2021.IF=14.919

【研究思路】單細胞技術可有效表征復雜細胞內的異質性變化,本研究建立了基于單細胞質譜分析技術為基礎的蛋白質組學分析方法,并將其應用于揭示不同發育層次細胞變化情況。通過對原代急性髓系白血病 (AML) 細胞群進行單細胞蛋白質組分析,描繪了其單細胞層面的細胞發育及分化情況變化圖譜,發現單細胞蛋白質組分析有效區分了不同發育進程,為實現蛋白層面的單細胞分析并揭示細胞發育及分化過程奠定基礎。


4 bioRxiv | 單細胞蛋白質組學揭示不同細胞周期蛋白表達差異

【文獻名稱】Ultra-high sensitivity mass spectrometry quantifies single-cell proteome changes upon perturbation . 2020

【研究思路】單細胞研究方興未艾,蛋白質是作為細胞功能的直接調控者,在單細胞層面進行深入研究具有很高的價值。本研究建立了基于質譜 (MS) 的單細胞蛋白質組學分析方法,通過對流式分選的單個細胞進行準確穩定的蛋白質組分析,分析了位于不同細胞周期各單細胞的蛋白質差異,描繪了單細胞層面的細胞周期變化圖譜,并揭示了細胞周期改變的關鍵調節因子。


5 Nat Med |單細胞多組學建立動脈粥樣硬化病變的免疫微環境圖譜

【文獻名稱】Single-cell immune landscape of human atherosclerotic plaques. 2019.IF=36.13

【研究思路】越來越多的研究發現,動脈粥樣硬化(AS)其實是血管受損后的一種慢性炎癥反應,然而對于其免疫機制闡述甚少。本研究通過單細胞轉錄組、蛋白質組等多組學分析方法,繪制了首個人動脈粥樣硬化的單細胞免疫圖譜,發現AS患者的斑塊中存在CD4+ T細胞的獨特亞群以及被激活和分化的T細胞群,且與斑塊易損性相關亞群的巨噬細胞表現出選擇性激活的表型。進一步研究還發現硬化斑塊會高表達PD-1使T細胞發生耗竭后的重編程,為動脈粥樣硬化機制闡明及治療提供了新思路。


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