在單細胞水平上的多組學分析有助于識別和理解細胞類型和細胞亞群之間的差異從而了解生命的本質(zhì)。同時結(jié)合蛋白質(zhì)組學，還能進一步為揭示調(diào)控蛋白的細胞來源問題，深度闡述發(fā)病機制的異質(zhì)性和復雜性問題。
近年來，已有不少采用“單細胞轉(zhuǎn)錄組+蛋白質(zhì)組”結(jié)合的科研思路，本次我們挑選了5篇經(jīng)典的研究案例，一起來看看吧。
案例一
Human CNS barrier-forming organoids with cerebrospinal fluid Production. Science 2020，IF= 41.845
點評：轉(zhuǎn)錄組+蛋白質(zhì)組繪制類器官特征，單細胞轉(zhuǎn)錄組揭示生成腦脊液關(guān)鍵蛋白的細胞亞型Human CNS barrier-forming organoids with cerebrospinal fluid Production. Science 2020，IF= 41.845
腦脊液是一種重要的液體，提供營養(yǎng)物質(zhì)、信號分子，并清除大腦中的有毒副產(chǎn)品。腦脊液由脈絡(luò)叢(ChP)產(chǎn)生，脈絡(luò)叢是一種保護性上皮屏障，也阻止血液自由進入。英國MRC的分子生物學實驗室Madeline A. Lancaster研究團隊建立了具有選擇性屏障和自足隔室中CSF樣液體分泌的人脈絡(luò)叢（ChP）類器官。研究表明表明，這種體外屏障對小分子表現(xiàn)出與體內(nèi)相同的選擇性，并且ChP-CSF類器官可以預測新型化合物的CNS滲透性。ChP-CSF類器官的轉(zhuǎn)錄組學和蛋白質(zhì)組學特征顯示出與體內(nèi)的高度相似性。最后，單細胞轉(zhuǎn)錄組學和蛋白質(zhì)組學分析的交叉發(fā)現(xiàn)了以前未知的特化上皮亞型產(chǎn)生的關(guān)鍵人類CSF成分。
（來源：Human CNS barrier-forming organoids with cerebrospinal fluid Production. Science 2020）
案例二
Prioritizing Candidates of Post–Myocardial Infarction Heart Failure Using Plasma Proteomics and Single-Cell Transcriptomics. Circulation 2020，IF= 23.603
點評：血漿蛋白質(zhì)組+單細胞轉(zhuǎn)錄組聯(lián)合篩選生物標志物，并基于單細胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)揭示標志物對應(yīng)的細胞來源問題。Prioritizing Candidates of Post–Myocardial Infarction Heart Failure Using Plasma Proteomics and Single-Cell Transcriptomics. Circulation 2020，IF= 23.603
心力衰竭為心肌梗死后常見的遠期并發(fā)癥。但心梗后心衰相關(guān)生物標志物的研究較少，相關(guān)預防及治療方式也有限。新加坡國立大學永洛林醫(yī)學院，新加坡基因組學研究所團隊應(yīng)用血漿蛋白質(zhì)組學技術(shù)及轉(zhuǎn)錄組學技術(shù)分析心梗后30天內(nèi)患者血漿蛋白質(zhì)組及小鼠模型和人類心臟單細胞轉(zhuǎn)錄組學特征，篩選心梗后心力衰竭提供系列血漿蛋白生物標志物和潛在藥物靶點，而其中大多數(shù)優(yōu)先級高蛋白質(zhì)來源于基質(zhì)細胞。
(來源：Prioritizing Candidates of Post–Myocardial Infarction Heart Failure Using Plasma Proteomics and Single-Cell Transcriptomics. Circulation 2020）
案例三
An atlas of the aging lung mapped by single cell transcriptomics and deep tissue proteomics. Nature Communication 2020，IF=12.121
點評：轉(zhuǎn)錄組+蛋白質(zhì)組+單細胞轉(zhuǎn)錄組繪制肺衰老特征圖譜，其中單細胞轉(zhuǎn)錄組測序預測了受調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的細胞來源
衰老促進肺功能下降和對慢性肺部疾病的易感性，慢性肺部疾病是全球第三大死亡原因。德國亥姆霍茲慕尼黑研究所采用單細胞轉(zhuǎn)錄組+轉(zhuǎn)錄組學+蛋白質(zhì)組學來量化30種細胞類型的細胞活動狀態(tài)的變化，并繪制年輕和年老小鼠的肺蛋白質(zhì)組圖。
研究表明，衰老導致轉(zhuǎn)錄噪聲增加，表明表觀遺傳控制解除。同時在衰老的細胞類型中觀察到特異性效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)2型肺細胞和脂肪成纖維細胞中膽固醇合成和中性脂質(zhì)含量的增加，以及呼吸道上皮細胞的改變是肺衰老的標志。蛋白質(zhì)組學分析揭示了老年小鼠的細胞外基質(zhì)重塑，包括IV and XVI型膠原增加，弗雷澤綜合征復合蛋白和XIV型膠原減少。衰老蛋白質(zhì)組與單細胞轉(zhuǎn)錄組的整合預測了受調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的細胞來源，并創(chuàng)建了衰老肺的無偏參考圖。
(來源：An atlas of the aging lung mapped by single cell transcriptomics and deep tissue proteomics. Nature Communication 2020）
案例四
Integrated urine proteomics and renal single-cell genomics identify an IFN-γ response gradient in lupus nephritis. JCI Insight 2020，IF=6.205
尿液蛋白質(zhì)組反映免疫激活度特征，輔助狼瘡性腎炎患者分類。單細胞轉(zhuǎn)錄組揭示可能產(chǎn)生尿液中檢測到的趨化因子的細胞來源
狼瘡性腎炎是系統(tǒng)性紅斑狼瘡最嚴重的表現(xiàn)之一，其臨床特征和病例特點在患者間具有異質(zhì)性。然而目前的分類系統(tǒng)僅根據(jù)組織病理的形態(tài)學表現(xiàn)定義，該方法并不能反映不同狼瘡性腎炎的腎內(nèi)炎癥狀態(tài)差異。美國約翰霍普金斯大學醫(yī)學院的研究團隊分析了30名活躍期狼瘡性腎炎患者尿液蛋白質(zhì)組特征。研究表明，尿液蛋白質(zhì)組反映免疫激活度特征，可輔助狼瘡性腎炎患者分類，預測狼瘡性腎炎中腎臟免疫浸潤的細胞組成。腎臟組織單細胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)揭示主要產(chǎn)生IFN-γ的CD8+T細胞可能是促進尿液中免疫活化特征的關(guān)鍵細胞類群。
(來源：Integrated urine proteomics and renal single-cell genomics identify an IFN-γ response gradient in lupus nephritis. JCI Insight 2020）
案例五
Multi-omics characterization of a diet-induced obese model of non-alcoholic steatohepatitis. Sci Rep 2020，IF=3.998
(來源：Multi-omics characterization of a diet-induced obese model of non-alcoholic steatohepatitis. Sci Rep 2020）
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