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单细胞测序在AD研究中的应用

发布日期:2022-11-01 浏览次数:682

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)是一种普遍存在的神经退行性疾病,迄今为止,我们对该疾病的分子和细胞复杂性仍知之甚少。


美国麻省理工学院的研究人员首次对阿尔茨海默病患者的前额皮质中表达的基因进行了综合分析。他们通过分析鉴定出了在神经元和其他类型的脑细胞中受影响的独特细胞通路,相关研究结果发表在Nature期刊上。


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图片文章题目:Single-cell transcriptomic analysis of Alzheimer's disease

图片中文:阿尔茨海默症患者大脑前额皮质的单细胞核转录组测序分析

图片发表期刊:Nature

图片影响因子:42.778

图片发表年份:2019年

图片样本类型:48个志愿者的前额皮质组织(24个AD-pathology;24个no-pathology);

图片样本处理:前额皮质组织提取细胞核,采用10XGenomics进行单细胞核转录组测序(snRNA-seq)

图片获得数据:测得80660个细胞;

图片数据分析:①细胞亚群分类与注释,筛选与AD相关的差异表达基因,qPCR验证差异基因;②单细胞结果与Bulk结果对比(脑组织总体RNA水平的测序会掩盖丰度较小的细胞类型中发生的转录变化,而单细胞测序可以区分不同细胞类型之间的差别,这也突出了单细胞测序的优势);③根据临床信息/样本特点进行分组,再深入进行差异分析、关联性分析,探寻新的细胞类型。

图片文献特色:研究领域;样本缺;应用技术(snRNA-seq);根据临床样本特点进行多样化的分组分析

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snRNA-seq分析和细胞类型表征


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AD细胞类型特异性的基因表达变化


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细胞亚群与临床性状的关联分析

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AD疾病中不同性别之间的差异分析


本研究中,研究人员分析了24名AD患者和24名年龄相似的没有疾病迹象的人尸检大脑-前额皮质组织样本,共测得80,660个细胞的转录组。在6种主要的脑细胞类型中,鉴定了转录情况不同的细胞亚群其中包括与病理相关的细胞亚群,其特征主要在于与髓鞘形成的调节、炎症和神经元存活有关。AD相关的变化发生最强烈的是在病理进展的早期,并且是高度细胞类型特异性的,而晚期阶段上调基因表达在所有细胞类型中都很常见,主要涉及全局的应激反应有趣的是,研究人员还发现AD相关亚群中女性患者显示出更强烈的基因表达变化和更多的发生变化的信号通路,并且在多种细胞类型(包含少突胶质细胞)中不同性别之间的转录反应存在很大的差异。总之,与髓鞘形成相关的过程在多种细胞类型中反复出现,这表明髓鞘形成在AD病理生理中起着关键作用此,该单细胞转录组学资料为探索AD的分子基础和细胞基础提供了蓝图,同时也为AD相关的潜在新型药物靶点提供了依据。