近期，國際學(xué)術(shù)期刊HEPATOLOGY正式發(fā)表了營養(yǎng)與健康所李虹研究組的綜述文章“Single-cell and spatially resolved transcriptomics for liver biology”。文章系統(tǒng)介紹了前沿的單細(xì)胞技術(shù)及空間組學(xué)技術(shù)，詳細(xì)論述了這些技術(shù)在肝臟研究的前沿進(jìn)展，總結(jié)歸納了相關(guān)計(jì)算生物學(xué)策略，并對未來的發(fā)展方向提出了新思考（圖1）。
單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序(single-cell RNA sequencing)及空間組學(xué)(spatially resolved techniques)作為新興技術(shù)，已被越來越多地運(yùn)用于肝臟研究，極大地推動(dòng)了領(lǐng)域的發(fā)展。隨著肝臟單細(xì)胞及空間數(shù)據(jù)的積累，計(jì)算生物學(xué)分析策略及工具也不斷豐富及完善，展現(xiàn)出了多元特征。多樣化的實(shí)驗(yàn)及分析方案加快了肝臟研究的進(jìn)程，但也為設(shè)計(jì)目的導(dǎo)向型的單細(xì)胞或空間組學(xué)實(shí)驗(yàn)及策略提出了新的挑戰(zhàn)。
文章首先介紹了多種前沿單細(xì)胞組學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)及空間組學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，凝練總結(jié)了常見的應(yīng)用場景，深入探討了這些新興技術(shù)應(yīng)用于肝臟樣本可能產(chǎn)生的問題及潛在的實(shí)驗(yàn)或計(jì)算生物學(xué)解決方案。接下來，文章按照肝臟生物學(xué)研究子領(lǐng)域，依次呈現(xiàn)了單細(xì)胞技術(shù)以及空間組學(xué)技術(shù)應(yīng)用于肝穩(wěn)態(tài)維持、肝臟發(fā)育、肝再生、非酒精性脂肪肝病以及肝癌的研究，重點(diǎn)闡述了這些新興技術(shù)在肝臟單細(xì)胞圖譜構(gòu)建、罕見細(xì)胞類型識(shí)別、疾病相關(guān)細(xì)胞亞型鑒定、細(xì)胞軌跡重塑和細(xì)胞狀態(tài)轉(zhuǎn)變關(guān)鍵因子挖掘、細(xì)胞間相互作用、肝臟空間結(jié)構(gòu)解析、潛在藥靶挖掘等方面的前沿進(jìn)展。最后，文章對當(dāng)前單細(xì)胞及空間組學(xué)技術(shù)在肝臟方面運(yùn)用存在的挑戰(zhàn)以及未來可能的發(fā)展方向做出了展望。該文章為讀者全面了解單細(xì)胞及空間組學(xué)技術(shù)在肝臟中的應(yīng)用提供了途徑，能夠幫助讀者快速把握單細(xì)胞及空間組學(xué)新興技術(shù)的核心分析思路，系統(tǒng)了解細(xì)胞亞群和空間結(jié)構(gòu)在肝臟發(fā)育、再生和疾病中的作用，啟發(fā)讀者設(shè)計(jì)針對肝臟生物學(xué)問題需求的單細(xì)胞或空間組學(xué)實(shí)驗(yàn)及分析策略。
中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所博士后林平為該論文第一作者，李虹研究員為該論文通訊作者。該工作得到了中科院上海營養(yǎng)與健康研究所李于研究員、章海兵研究員，清華大學(xué)古槿教授的大力支持；同時(shí)得到科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
圖1、單細(xì)胞以及空間組學(xué)技術(shù)在肝臟研究中的常見應(yīng)用場景及總體分析思路
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【通訊作者簡介】
李虹，中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所，研究員，博士生導(dǎo)師，系統(tǒng)生物學(xué)研究組組長。國家優(yōu)青獲得者，中科院青促會(huì)優(yōu)秀會(huì)員。研究組深耕腫瘤系統(tǒng)生物學(xué)，發(fā)展多組學(xué)數(shù)據(jù)整合的人工智能方法以及單細(xì)胞和空間組學(xué)數(shù)據(jù)解析方法，并應(yīng)用于腫瘤和纖維化相關(guān)的靶點(diǎn)篩選、個(gè)體化治療和機(jī)制探索。研究組長李虹在國際有影響力期刊上發(fā)表研究論文60余篇(Cancer Cell, Cell Stem Cell, Genome Biology, Hepatology, Genome Medicine, Briefings In Bioinformatics, Bioinformatics等)，主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、上海市項(xiàng)目和中科院項(xiàng)目多項(xiàng)。研究組根據(jù)發(fā)展需要，現(xiàn)面向國內(nèi)外招聘博士后數(shù)名，誠邀具有生物信息學(xué)、數(shù)學(xué)、或計(jì)算機(jī)科學(xué)等相關(guān)背景的優(yōu)秀青年學(xué)者加入（lihong01@sinh.ac.cn）。
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