多模态组学数据的联合运用在揭示细胞异质性和解析细胞命运调控机制方面具有重要意义,目前已有多种方法被开发,用于处理不同组学模态数据的整合.本研究通过对应用于不同整合任务的多种数据整合方法进行性能评测,为相关领域的研究提供有益参考.使用6个联合测序数据集对16种单细胞多模态配对数据整合方法在2类整合任务上的性能进行测试,再通过4个模拟数据集和1个真实数据集对6种空间转录组反卷积方法的性能进行评估.在RNA和ATAC配对数据整合任务中,MOFA+、SCOIT、Cobolt分别在PBMC、BMMC、SNARE数据集上取得最优表现,SCOIT在3个数据集的汇总得分中均排名前3,MMDVAE、DAE在基于AE的融合算法中表现突出.在RNA和蛋白质配对数据整合任务中,Cobolt、MOFA+、Seurat分别在P5_CITE、BM_CITE、COVID中取得最优表现,totalVI在3个数据集的汇总得分中排名靠前,基于AE的融合算法中以efMMDVAE、lfMMDVAE的表现最好.在空间转录组反卷积方法评测中,Cell21ocation和SPACEL在模拟数据和真实数据中的性能表现均优于其他方法的,其中Cell21ocation在真实数据集中表现最佳,正确地推断了两类心肌细胞在心室的比例.此外,本研究发现在配对数据整合任务中,不同方法对数据的适应性不同.SCOIT和totalVI分别是RNA与ATAC、RNA与蛋白质数据整合中表现稳定优异的方法.Seurat、MOFA+易受数据影响.

目的 通过空间转录组技术探索慢性社交挫败应激(CSDS)模型小鼠纹状体转录组的变化,揭示其在抑郁症发生发展中的作用.方法 应用CSDS实验范式建立抑郁样小鼠模型,通过悬尾、强迫游泳、糖水偏爱和社会交互实验分别检测行为绝望、快感缺乏和社交障碍抑郁样指标.选取正常对照小鼠和抑郁样行为明显的CSDS模型小鼠进行纹状体脑区的空间转录组测序,筛选高表达基因,采用DAVID数据库进行KEGG和GO富集分析.结果 CSDS模型小鼠行为绝望、快感缺乏和社交回避行为显著增加(P<0.05,P<0.01).纹状体空间转录组测序结果显示,正常小鼠筛选得到193个纹状体高表达基因;KEGG和GO分析结果显示,高表达基因与纹状体发育、运动行为和药物成瘾行为调节相关,并与环磷酸腺苷信号通路、环磷酸鸟苷/蛋白激酶G信号通路、钙信号、Ras相关蛋白1和丝裂原活化蛋白激酶信号通路高度相关,同时与γ-氨基丁酸能神经元和多巴胺能神经元突触相关.与正常对照小鼠相比,抑郁样行为明显的CSDS模型小鼠纹状体差异基因298个,高度富集于亨廷顿病、阿尔茨海默病和帕金森病等多种神经退行性疾病相关信号通路.结论 空间转录组技术能够在空间水平揭示正常小鼠和CSDS模型小鼠纹状体脑区的转录组特征,纹状体可能与抑郁导致神经退行性疾病的病理过程相关.

目的:探讨褪黑素联合丰富环境对快速老化小鼠(senescence-accelerated mouse prone 8，SAMP8)学习记忆能力的影响及可能机制。方法:48只4月龄雄性SAMP8小鼠按照随机数字表法分为模型组、丰富环境组、褪黑素组和褪黑素联合丰富环境组(联合干预组)，每组12只。褪黑素组和联合干预组小鼠按8 mg·kg -1·d -1剂量皮下注射褪黑素，模型组和丰富环境组小鼠给予等量生理盐水；模型组和褪黑素组小鼠饲养于标准环境，丰富环境组和联合干预组饲养于丰富环境；共干预28 d。小鼠在干预前、干预28 d后进行老化度评分，Morris水迷宫实验检测小鼠学习记忆能力，尼氏染色、TUNEL染色分别观察小鼠海马CA1区尼氏染色阳性细胞、凋亡细胞情况，ELISA检测小鼠海马组织白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量，Western blot检测小鼠海马组织β-淀粉样蛋白(amyloid β-protein，Aβ)1~42、在苏氨酸(Thr)205位点磷酸化的微管相关蛋白tau(tau pT205)、Toll样受体4(toll-like receptor 4，TLR4)、核转录因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB) p65蛋白表达水平，qRT-PCR检测小鼠海马组织TLR4、NF-κB p65 mRNA表达水平。采用SPSS 22. 0进行统计分析，分别用单因素方差分析、LSD检验和重复测量方差分析进行数据处理。 结果:(1)老化度评分：干预后，各组小鼠老化度评分差异有统计学意义( F＝120.601， P<0.01)，丰富环境组、褪黑素组和联合干预组小鼠老化度评分均低于模型组(均 P<0.05)，其中联合干预组小鼠老化度评分显著低于丰富环境组和褪黑素组(均 P<0.05)。(2)定位航行实验结果显示：四组小鼠逃避潜伏期的时间-组别交互作用显著( F＝30.524， P<0.001)；第2~4天，丰富环境组、褪黑素组和联合干预组小鼠的逃避潜伏期均低于模型组(均 P<0.05)。空间探索实验结果显示：四组小鼠目标象限停留时间和穿越平台次数均差异有统计学意义( F＝291.328，113.482，均 P<0.01)，丰富环境组、褪黑素组和联合干预组小鼠在目标象限停留时间[(29.45±1.70)s，(32.44±1.55)s，(37.48±0.84)s]和穿越平台次数[(6.44±0.61)次，(7.16±0.70)次，(12.60±1.23)次]均高于模型组[(15.07±1.28)s，(4.10±0.61)次]，其中丰富环境组和褪黑素组小鼠在目标靶象限停留时间、穿越原平台所在位置次数均显著减少于联合干预组(均 P<0.05)。(3)尼氏染色和TUNEL染色结果显示：各组小鼠海马CA1区尼氏染色阳性神经元数量差异有统计学意义( F＝809.264， P<0.01)，海马CA1区凋亡细胞数量差异有统计学意义( F＝1 060.583， P<0.01)。联合干预组小鼠海马CA1区尼氏染色阳性神经元数量多于模型组、丰富环境组和褪黑素组(均 P<0.05)，凋亡细胞数量少于模型组、丰富环境组和褪黑素组(均 P<0.05)。(4)ELISA检测结果显示：各组小鼠海马组织IL-1β、IL-6和TNF-α含量差异有统计学意义( F＝152.887，63.506，432.026，均 P<0.01)。丰富环境组、褪黑素组和联合干预组小鼠海马组织IL-1β、IL-6、TNF-α含量均低于模型组(均 P<0.05)，其中丰富环境组和褪黑素组小鼠海马组织IL-1β、IL-6和TNF-α含量均显著高于联合干预组(均 P<0.05)。(5)Western blot检测结果显示：各组小鼠海马组织Aβ1~42、tau pT205、TLR4、NF-κB p65蛋白表达水平差异有统计学意义( F＝122.349，98.934，201.635，116.553，均 P<0.01)，丰富环境组、褪黑素组和联合干预组小鼠海马组织Aβ1~42、tau pT205、TLR4、NF-κB p65蛋白表达水平均低于模型组，其中丰富环境组和褪黑素组小鼠海马组织Aβ1~42、tau pT205、TLR4、NF-κB p65蛋白表达水平均显著高于联合干预组(均 P<0.05)。(6)qRT-PCR检测结果显示：各组小鼠海马组织TLR4、NF-κB p65 mRNA表达水平差异有统计学意义( F＝42.913，102.446，均 P<0.01)，丰富环境组、褪黑素组和联合干预组小鼠海马组织TLR4[(0.63±0.05)，(0.55±0.04)，(0.42±0.03)]、NF-κB p65[(0.98±0.06)，(0.82±0.04)，(0.72±0.04)] mRNA表达水平均低于模型组[(0.74±0.07)，(1.20±0.05)，均 P<0.05]，其中丰富环境组和褪黑素组小鼠海马组织TLR4、NF-κB p65 mRNA表达水平均显著高于联合干预组(均 P<0.05)。 结论:褪黑素联合丰富环境可改善SAMP8小鼠学习记忆能力及神经炎性反应，其机制可能与下调TLR4/NF-κB p65信号通路有关。

目的:观察α-硫辛酸(ALA)对侧脑室注射(intracerebroventricular injection, icv)链脲菌素(streptozotocin, STZ)致大鼠学习记忆障碍的影响并探讨作用机制。方法:45只雄性SD大鼠被随机分为3组，即对照组、icv-STZ组和icv-STZ+ALA组，每组15只。STZ通过大鼠侧脑室脑立体定位注射，ALA干预用灌胃法，对照组采用侧脑室注射人工脑脊液及生理盐水灌胃，灌胃4周后用Morris水迷宫检测大鼠的空间学习记忆能力。同时，用免疫组化方法检测小胶质细胞与星形胶质细胞数量，电子显微镜检测线粒体完整性，蛋白免疫印迹检测炎症因子、磷酸化Tau蛋白、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)和糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase 3β，GSK-3β)的表达或活性水平。结果:行为学检测结果显示，侧脑室注射STZ 4周后大鼠空间学习记忆能力显著下降，ALA干预可显著改善大鼠的空间学习记忆能力。多层面分子水平检测结果显示，STZ组大鼠海马组织铁离子水平显著升高，同时伴有脂质过氧化、线粒体完整性显著破坏、氧化还原系统失衡、胶质细胞数目增加、磷酸化的Tau蛋白水平显著升高、MAPK与GSK-3β通路激活。进一步检测发现，STZ激活Janus激酶2/信号转导与转录激活子3(JAK2/STAT3)通路，并转录抑制过氧化物酶GPX4表达。抑制STAT3活性则可阻断STZ诱导GPX4下调与Tau蛋白过度磷酸化。结论:ALA通过抑制JAK2/STAT3通路，恢复GPX4蛋白水平，从而螯合铁离子、改善线粒体功能与脂质过氧化，平衡机体的氧化还原系统，降低Tau蛋白过度磷酸化，改善STZ诱导的大鼠空间学习记忆障碍。

恶性肿瘤是全球人群发病和死亡的主要原因，其发生、发展过程中肿瘤的异质性起了关键作用，而探究肿瘤异质性成为提高恶性肿瘤诊断治疗以及预后等的关键所在，新兴崛起的空间转录组技术为此提供了可能。本文将介绍空间转录组学在肿瘤研究尤其是肿瘤诊断中的应用和进展。

目的:基于空间转录组、单细胞转录组和RNA转录组测序数据探讨BICD1基因促进脑胶质瘤恶性进展的分子机制。方法:基于空间转录组公共数据集分析BICD1基因在正常脑组织(样本"248_C")和胶质母细胞瘤组织(样本"275_T")中的空间分布特征。采用R语言软件包分析中国脑胶质瘤基因组图谱(CGGA)数据库中单细胞测序数据(来源于14例患者的6 148个细胞)，明确BICD1基因在胶质瘤不同细胞类型中的表达差异。基于CGGA数据库中693例脑胶质瘤患者的RNA测序数据，采用京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析及基因本体论分析BICD1基因相关基因的生物学功能。结果:BICD1基因在正常脑组织中表达广泛，在胶质母细胞瘤组织中特异性地表达于肿瘤干细胞与肿瘤细胞的分界处。根据单细胞测序数据进行的细胞分群分析表明，BICD1基因主要在星形胶质细胞中高表达。在Neftel分型中，BICD1基因高表达细胞主要分布在星形胶质细胞样细胞群和神经前体样细胞群中。BICD1基因表达水平相关差异基因的KEGG通路富集分析显示，BICD1基因高表达与细胞衰老( P＝0.003)、癌症中的蛋白聚糖( P＝0.004)等癌症相关生物学功能的聚集相关，与肌动蛋白细胞骨架的调节( P＝0.010)等胞内运输过程的功能聚集相关；BICD1基因低表达与核糖体相关功能( P<0.001)及氧化磷酸化( P<0.001)等生物学过程的聚集相关。BICD1基因表达水平相关差异基因的生物学功能聚类分析显示，与BICD1基因表达水平相关性较强的生物学功能有细胞质翻译( P<0.001)、核糖体亚单位装配( P＝0.001)、染色体分离调控( P＝0.004)及染色体分离( P＝0.004)等。BICD1基因的表达水平与多泛素修饰依赖性蛋白结合( P＝0.046)、泛素－泛素连接酶活性( P＝0.033)、蛋白质解聚负调控( P＝0.010)、单泛素化蛋白质去泛素化( P＝0.026)、肌动蛋白丝加帽( P＝0.007)、肌动蛋白丝解聚( P＝0.013)等生物学过程相关。 结论:BICD1蛋白可能在脑胶质瘤前体肿瘤细胞中参与蛋白泛素化降解及细胞骨架相关的胞内运输，调控细胞衰老和细胞分裂等生物学过程，在这些细胞的恶性转变过程中起到关键作用。

肺癌脑转移是导致患者死亡的主要原因，肿瘤微环境在促进肺癌脑转移中的作用及机制已引起广泛关注。本文总结了与肿瘤微环境相关的肺癌脑转移研究最新进展，阐述了肺癌脑转移中特有的中枢神经系统微环境对转移的影响，以及基于单细胞测序、空间转录组学等新兴技术的脑转移微环境全景研究，并分述了脑转移微环境各成分与肿瘤细胞的互作及机制，为肺癌脑转移的微环境靶向治疗提供新的策略。此外，文章还综述了现有靶向微环境的肺癌脑转移临床研究和治疗现状，为肺癌脑转移的精准医疗提供参考。

新兴的单细胞测序技术联合空间转录组技术，可以从细胞层面分析细胞的基因组、转录组和空间信息，这有助于人们探究细胞的基因表达水平和三维重建，了解细胞间的联系，进而促进探讨疾病的发生和发展机制。近年来，单细胞测序和空间转录组技术的联合运用已促进细胞和多种疾病研究，其在肝脏生理和疾病方面已取得部分成果。本文综述了单细胞测序和空间转录组技术联合运用在肝病研究中的应用进展。

中性粒细胞一直被认为是先天免疫系统中一种短寿命的、同质的细胞类型，具有有限的促/抗炎作用。然而最近10年，随着研究的深入，对中性粒细胞的了解正在经历着某种复兴。对中性粒细胞的异质性及其与其他免疫细胞相互作用机制的研究促进了研究者对中性粒细胞生理与病理生理作用的再认识。在接下来的数十年中，随着单细胞测序技术、空间转录组测序技术以及多组学联合测序技术的发展，研究者将对中性粒细胞的生物学行为认识得更为透彻。本文对近年来中性粒细胞的多种生物学行为及其在多种疾病中的作用进行简要评述。

前列腺癌是男性泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤之一，严重威胁着男性生命健康。前列腺癌发生转移或去势抵抗不仅取决于癌细胞自身，也取决于癌细胞所处的肿瘤微环境。肿瘤相关成纤维细胞是前列腺癌肿瘤微环境中的重要组成部分，在调节肿瘤增殖、转移、代谢和免疫逃逸等方面发挥多重作用。近年来单细胞转录组学、空间转录组学及代谢组学等多组学技术深入阐明肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)的特征及其在前列腺癌促癌抑癌作用中的调节机制，这让我们进一步了解到CAFs与前列腺癌细胞间信息交流。本文就CAFs的生物学特性及其在前列腺癌中的研究进展与临床价值作一综述，为前列腺癌的临床治疗提供新思路。