6. Single-Cell Atlas of Lineage States, Tumor Microenvironment, and Subtype-Specific Expression Programs in Gastric Cancer

摘要：胃癌异质性代表了疾病管理的障碍。我们生成了一个全面的胃癌单细胞图谱（>200,000 个细胞），其中包括来自 31 名患者的 48 个样本，跨越临床分期和组织学亚型。确定了 34 种不同的细胞谱系状态，包括新的稀有细胞群。许多谱系状态表现出不同的癌症相关表达谱，分别促成了组合的全肿瘤分子拼贴。我们观察到与上皮驻留的 KLF2 相关的弥漫型肿瘤中浆细胞比例增加，以及以高 INHBA 和 FAP 共表达为标志的癌症相关成纤维细胞亚群的分期积累。患者来源的类器官 (PDO) 和原发性肿瘤之间的单细胞比较突出了谱系间和谱系内的异同，划定 PDO 的分子边界作为实验模型。我们通过空间转录组学、单细胞RNA 测序队列中的正交验证以及使用体外和体内模型的功能演示来补充这些发现。

图1. 实验设计和技术的示意图

图2. 胃癌综合单细胞图谱

全文链接：

https://watermark.silverchair.com/670.pdf

7. Single-cell epigenomics reveals mechanisms of human cortical development

摘要：在哺乳动物发育过程中，染色质状态的差异与细胞分化一致，反映了基因调控环境的变化。在发育中的大脑，细胞命运规范和地形特征对于定义细胞特征和赋予神经发育障碍的选择性脆弱性很重要。在这里，为了识别发育中的人类大脑中特定细胞类型的染色质可及性模式，我们使用单细胞测定通过测序 (scATAC-seq) 在人类前脑的原代组织样本中检测转座酶的可及性。应用无偏分析来识别在神经发生过程中经历广泛的细胞类型和大脑区域特异性变化的基因组位点，以及预测细胞类型特异性候选调节元件的综合分析。我们发现脑类器官概括了大多数假定的细胞类型特异性增强子可及性模式，但缺乏许多在体内发现的细胞类型特异性开放染色质区域。跨大脑区域染色质可及性的系统比较揭示了大脑皮层神经祖细胞之间意想不到的多样性，并在前额叶皮层神经元谱系特性的规范中涉及视黄酸信号传导。

实验流程图

全文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03209-8.pdf

8. Human microglia states are conserved across experimental models and regulate neural stem cell responses in chimeric organoids

摘要：小胶质细胞是大脑中的常驻巨噬细胞，它们在早期发育中出现，并通过改变其分子和表型状态来对当地环境做出反应。关于发育过程中小胶质细胞多样性和功能的基本问题仍未得到解答，因为缺乏实验策略来探究它们与其他细胞类型的相互作用以及对离体扰动的反应。我们比较了跨培养模型的人类小胶质细胞状态，包括培养的原代和多能干细胞衍生的小胶质细胞。我们开发了跨这些不同模型的基因表达特征的“报告卡”，以促进对它们在实验模型、扰动和疾病条件下的反应进行表征。将人类小胶质细胞异种移植到大脑类器官中使我们能够表征体外发育小胶质细胞的关键转录（单细胞测序）程序，并揭示小胶质细胞诱导神经干细胞的转录变化并减少干扰素信号传导反应基因。

全文链接：

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(21)00376-3?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1934590921003763%3Fshowall%3Dtrue

9. A microenvironment-inspired synthetic three-dimensional model for pancreatic ductal adenocarcinoma organoids

摘要：捕捉人类肿瘤病理生理特征的体外实验模型对于基础和转化癌症生物学至关重要。在这里，我们描述了一种完全合成的水凝胶细胞外基质，旨在引发培养中胰腺环境的关键表型特征。为了使基因工程小鼠模型和人类患者的正常和癌性胰腺类器官能够生长，在水凝胶支架中经验性地定义和复制了基本的粘附线索，揭示了层粘连蛋白-整合素α/α信号在胰腺的建立和存活中的功能作用类器官（单细胞测序结果）。改变的组织硬度——胰腺癌的一个标志——通过调整水凝胶特性以参与机械传感途径并改变类器官的生长，在培养中得到了概括。胰腺基质细胞很容易掺入水凝胶中，并在体内复制了肿瘤环境特征的表型特征。因此，该模型概括了病理重塑的肿瘤微环境，用于体外研究正常和胰腺癌细胞。

 3D PEG-VS CBF-0.5 凝胶支持基质共培养。

a，PEG-VS CBF-0.5 水凝胶中的共培养概述。b、共培养 (d6)。c，在指定时间 3D PEG-VS CBF-0.5 水凝胶中的共培养物的代表性图像，播种后（上）和成纤维细胞和癌细胞的代表性例子（下）。d) 来自单一培养物和共培养物的条件培养基的 ELISA在 PEG-水凝胶中六天 (n = 3)。e) t-SNE 覆盖 PEG-CBF-0.5 凝胶共培养物的质谱分析的可视化

选定标记的相对定量。f) 所有检测到的成纤维细胞簇的选定标记的小提琴图。粗线表示

每个标记和群体的中值强度。

全文链接：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7612137/pdf/EMS131973.pdf

10.  Identification of neural oscillations and epileptiform changes in human brain organoids

摘要：脑类器官是研究人类神经系统疾病的有力工具，尤其是那些影响大脑生长和结构的疾病。然而，许多疾病在没有解剖变化的情况下表现出明显的生理和网络异常证据，这引发了一个问题，即类器官是否具有足够的神经网络复杂性来模拟这些情况。在这里，我们使用钙传感器成像和细胞外记录方法探索大脑类器官的网络级功能，这些方法共同揭示了复杂网络动力学的存在，让人想起完整的大脑准备。我们在来自 Rett 综合征个体的诱导多能干细胞的类器官中表现出高度异常和癫痫样活性，并伴有单细胞分析揭示的转录组差异（单细胞测序结果）。我们还用一种非常规的神经调节药物 pifithrin-α 来挽救关键的生理活动。

融合脑类器官的生成和表征

(a) 概述背侧皮层 (Cx) 和腹侧神经节隆起 (GE) 类器官的生成、模式和融合的示意图。(b) 在体外分化的指定天数 (D) 融合前对 H9 hESC 或非突变 hiPSC 衍生的 Cx 和 GE 类器官进行免疫组织化学分析。(c) 在融合之前，D56 Cx 或 GE 类器官被 AAV1-CAG: tdTomato 病毒感染，从而可以跟踪从每个隔室发出的细胞。融合两周后，标记的Cx细胞显示有限迁移到相邻的Cx或GE结构（左图和中图），而标记的 GE 祖细胞显示其Cx伙伴的强大迁移和定植（右图）(d) 免疫组织化学分析显示 SATB2+ 皮质神经元与DLX5+ GAD65+抑制性中间神经元在D106 Cx+GE但不是Cx+Cx融合类器官的皮质区室中混合。（e）在第84天，Cx+Cx 融合（左图）包含许多兴奋性突触，这些兴奋性突触反映在突触前和突触后标记 VGLUT1 和 PSD95 的显着共定位，但通过 VGAT/GEPHYRIN cotaining 检测到的抑制性突触数量很少。另一方面，Cx+GE 融合（右图）包含许多 VGLUT1+/PSD95+兴奋性和VGAT+/GEPHYRIN+ 抑制性突触（右图）。b-e 中的所有图像都是来自多个实验的代表性图像，代表至少 3 个或更多成像部分之一。

全文链接：

https://escholarship.org/content/qt8kj286zq/qt8kj286zq.pdf?t=qyre7s