全球糖尿病的患病率和發(fā)病率一直在增長(zhǎng)，國(guó)際糖尿病聯(lián)盟最新數(shù)據(jù)顯示，2021年全球約5.37億成年人患有糖尿病，預(yù)計(jì)到2030年將上升至6.43億，2045年為7.84億。糖尿病常引起眼、腎、神經(jīng)、心血管等組織的慢性進(jìn)行性病變，給社會(huì)和家庭帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)壓力，同時(shí)也是患者死亡的重要原因。由于尚無(wú)根治糖尿病的方法，因此科研工作者從未停止糖尿病相關(guān)的科學(xué)研究，那利用單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)進(jìn)行糖尿病研究有怎么樣的思路，本文分享幾篇相關(guān)文獻(xiàn)，以供參考。

糖尿病足潰瘍的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究

Single cell transcriptomic landscape of diabetic foot ulcers

發(fā)表雜志：Nature Communications（IF: 17.694）

發(fā)表時(shí)間：2022年 1月

應(yīng)用技術(shù)：10x Genomics單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序

糖尿病足潰瘍(DFU)是糖尿病的一種嚴(yán)重并發(fā)癥，其發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚。該研究使用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析了27個(gè)樣本共174,962個(gè)來(lái)自足部、前臂和PBMC的單細(xì)胞。結(jié)果顯示，在具有愈合傷口的DFU患者中，過(guò)表達(dá)MMP1、MMP3、MMP11、HIF1A、CHI3L1 和TNFAIP6 的特有成纖維細(xì)胞群富集，M1巨噬細(xì)胞極化增加。此外，對(duì)同一患者的空間分離樣本顯示，與傷口邊緣或未受傷皮膚相比，這些愈合相關(guān)成纖維細(xì)胞優(yōu)先定位于傷口床?？臻g轉(zhuǎn)錄組學(xué)也證實(shí)了該研究結(jié)果，即治療者的M1巨噬細(xì)胞和非治療者的M2巨噬細(xì)胞豐度更高。本研究提供了對(duì)傷口愈合微環(huán)境的深入了解，確定了促進(jìn)DFU愈合的關(guān)鍵細(xì)胞類型，并可能為DFU治療提供新的治療方法。

?單細(xì)胞圖譜揭示巨噬細(xì)胞在糖尿病腎病中的異質(zhì)性

The single-cell landscape of kidney immune cells reveals transcriptional heterogeneity in early diabetic kidney disease

發(fā)表雜志：Kidney International?（IF: 18.998）

發(fā)表時(shí)間：2022年 8月

應(yīng)用技術(shù)：10x Genomics單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序

糖尿病腎病(DKD)的發(fā)病機(jī)制涉及諸多因素，它們共同作用并加快疾病進(jìn)展。該研究對(duì)早期糖尿病腎病(DKD)小鼠及對(duì)照組CD45+免疫細(xì)胞進(jìn)行富集，進(jìn)行單細(xì)胞測(cè)序。獲得約17,000個(gè)細(xì)胞，得到11個(gè)細(xì)胞簇，分析表明，在DKD早期巨噬細(xì)胞就已經(jīng)參與腎臟炎癥調(diào)節(jié)。然后根據(jù)不同亞群巨噬細(xì)胞的基因表達(dá)譜，對(duì)基因進(jìn)行聚類分群，并將同一基因簇的基因進(jìn)行GO分析。對(duì)人活檢腎臟切片進(jìn)行免疫染色實(shí)驗(yàn)，這與小鼠DKD模型中的結(jié)果一致。這些結(jié)果進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了早期DKD中巨噬細(xì)胞激活的動(dòng)態(tài)改變及其在疾病發(fā)病中的潛在作用。

單細(xì)胞測(cè)序揭示糖尿病視網(wǎng)膜病變細(xì)胞類型特異性

Single-cell transcriptome analysis of the Akimba mouse retina reveals cell-type-specific insights into the pathobiology of diabetic retinopathy

發(fā)表雜志：Diabetologia?( IF: 10.46 )

發(fā)表時(shí)間：2020年5月

應(yīng)用技術(shù)：10x Genomics單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序

糖尿病視網(wǎng)膜病變是糖尿病的常見(jiàn)并發(fā)癥，也是導(dǎo)致視力損害和失明的主要原因。盡管經(jīng)常有相關(guān)報(bào)道，但人們對(duì)其病理生理學(xué)的理解仍然不完整。該研究對(duì)12周大的野生型(C57Bl/6J)和Akimba(Ins2Akita Vegfa+/)小鼠的視網(wǎng)膜組織進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，共獲得9,474個(gè)視網(wǎng)膜細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以被注釋為8種不同的視網(wǎng)膜細(xì)胞類型。研究了神經(jīng)細(xì)胞、膠質(zhì)細(xì)胞和免疫細(xì)胞間差異表達(dá)的基因網(wǎng)絡(luò)，從而對(duì)發(fā)生在Akimba視網(wǎng)膜的病理變化有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。通過(guò)亞聚類分析，進(jìn)一步描述了大膠質(zhì)細(xì)胞和炎癥細(xì)胞亞群。并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)在蛋白水平上證實(shí)了顯著的結(jié)果?？傊撗芯客ㄟ^(guò)系統(tǒng)地繪制退化的糖尿病小鼠視網(wǎng)膜不同細(xì)胞類型的轉(zhuǎn)錄變化，為糖尿病視網(wǎng)膜病變的分子和細(xì)胞變化的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)提供更深入的了解。

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?早期人類糖尿病腎病的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)圖譜

The single-cell transcriptomic landscape of early human diabetic nephropathy

發(fā)表雜志：PNAS?( IF: 12.779 )

發(fā)表時(shí)間：2019年 8月

應(yīng)用技術(shù)：10x Genomics單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序

糖尿病腎病的組織學(xué)表征包括腎小球基底膜增厚，腎小球系膜擴(kuò)張和足細(xì)胞缺失。然而，人們對(duì)導(dǎo)致疾病進(jìn)展的細(xì)胞類型和信號(hào)通路知之甚少。該研究使用單細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析，在3個(gè)非糖尿病對(duì)照和3個(gè)糖尿病患者的腎切除術(shù)后的腎腫塊中取樣(腎皮質(zhì))的共有23,980個(gè)細(xì)胞，通過(guò)無(wú)監(jiān)督聚類鑒定出11種腎細(xì)胞類型和4種免疫細(xì)胞類型，分析比較疾病組和正常組內(nèi)主要細(xì)胞類型和免疫細(xì)胞的變化，這種變化可以用來(lái)研究疾病的藥物靶點(diǎn)或者疾病的發(fā)病機(jī)制。另外，該研究還在腎小球細(xì)胞類型、近曲小管、遠(yuǎn)曲小管和主細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)明顯的血管生成特征。這些結(jié)果表明增加的鉀分泌和血管生成信號(hào)可代表人類糖尿病腎病中早期腎臟反應(yīng)。

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參考文獻(xiàn)

Theocharidis G, Thomas BE, Sarkar D, et al. Single cell transcriptomic landscape of diabetic foot ulcers.?Nat Commun. 2022; 13(1): 181.

Fu J, Sun Z, Wang X, et al. The single-cell landscape of kidney immune cells reveals transcriptional heterogeneity in early diabetic kidney disease.?Kidney Int.?2022; 102(6): 1291-1304.

Van Hove I, De Groef L, Boeckx B, et al. Single-cell transcriptome analysis of the Akimba mouse retina reveals cell-type-specific insights into the pathobiology of diabetic retinopathy.?Diabetologia. 2020; 63(10): 2235-2248.

Wilson PC, Wu H, Kirita Y, et al. The single-cell transcriptomic landscape of early human diabetic nephropathy.?Proc Natl Acad Sci U S A.?2019; 116(39): 19619-19625.

李超?| 文案
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