单细胞研究发表论文统计
去年，“四川大学华西临床医学院 2019 届毕业生发表 46 篇 SCI 文章”引起热议，在过去近一年之后，近日，这个话题再度被提起。 我发现，当事人 邓汉宇博士 ，目前已是四川大学华西医院肺癌中心（胸外组）医师， 四川大学华西临床医学院八年制本科 生导师 。担任Langenbeck's Archives of Surgery、PLOS ONE等 多个SCI杂志审稿人 。据邓博士的ResearchGate（一个科研社交网络服务网站）显示，邓博士目前已经发表 文章82篇 。其中一篇发表在 EJSO 上的文章 入选了ESI前1%高被引论文 （谷歌学术显示该论文已被引25次）。 入选ESI前1%高被引论文题为：“ Sarcopenia is an independent unfavorable prognostic factor of nonsmall cell lung cancer after surgical resection: A comprehensive systematic review and meta-analysis ”，邓博士发微博表示：“我们的精准肺外科诊疗研究论文继续成为ESI（到十一月/十二月2019为止）高水平论文！（Web of Science统计中， 四川大学外科学研究方向中仅有的5篇高水平论文之一！ ）”。 01 争议不断 是“开挂”还是灌水？ 去年，按照惯例，华西临床医学院公布了的2019届荣誉毕业生。但 3名荣誉毕业生发表的SCI数量之多，引起了大家的关注和质疑。 3个荣誉毕业生发表的文章分别为： 荣誉毕业生A：SCI论文46篇（第一作者41篇，共同第一作者5篇），影响因子大于120分。 荣誉毕业生B：SCI论文30多篇。 荣誉毕业生C：发表SCI论文31篇，影响因子95.56分，其中第一/并列第一作者身份发表SCI论文20篇。 荣誉毕业生A就是争议最大的华西胸外科邓汉宇博士 ，从2016年入学以来，他已经发表SCI论文46篇（第一作者41篇，共同第一作者5篇），影响因子 大于120 分，40多篇论文包括： Original research：16 篇 Comments： 9 篇 Meta 分析：10 篇 其余为 letter。 很多网友质疑其文章的真实性和质量，认为无法在如此短的时间类完成这么多篇文章，是否存在抄袭和灌水的可能。甚至有华西医学院内部人士匿名评论。 46篇文章多为 2-3 分左右的期刊或者杂志，其中一篇 11 分左右的高分文章是 letter to editor，SCI 论文中一些 comments，letter 严格意义上来说并不算科研论文。 SCI杂志的文章的几种类型 Original Artical 论著： 这个是最为常见的一类，分为基础性和临床性文章。基础性文章就我国现在普遍在发的文章，属于前瞻性的一个研究，通俗的一个说法就是我们假设一个思路，然后通过实验来得出一个结论来证明我这个思路，得出的结果两种情况一个是阳性(符合我的思路)一个是阴性的(不符合)大家不要认为阴性的结国就发不了SCI，阴性的同样可以发SCI，可以想象它告诉了我们这样的思路是得不出来这样的结果，也是对国际科研的一个贡献。这类文章需要经过peer review，审稿周期较长，哪怕是低分杂志，从投稿到录用半年多是家常便饭。 Review： 也就是综述，是在对某研究领域的文献进行广泛阅读和理解的基础上，对该领域研究成果的综合和思考。一般认为，学术文章没有综述是不可思议的。需要将“文献综述( Literature Review)” 与“背景描述 (Backupground Deion)”区分开来。“文献综述”并非一般的“背景描述”，还需要对该领域研究成果的思考。 Meta分析： 针对一个不同研究得出的结果有争议的科学问题，利用统计学方法将这些研究（以RCT为主）的结果放在一起，得出结论的文章。 Comment、invitedcommentary、editorial评论： 对最新发表(时效性)的某篇论文进行评论，一般是杂志邀请相关领域专家进行受邀评论，被评论的文章往往具有重大临床或科研意义。录用周期较短，基本可以控制在一周内。 Letter to editor： 致编辑函/信是读者针对某篇感兴趣的文章写的读后感，或延续要告诉期刊内容。字数限制约300-500字，也有杂志要求不超过150字，一般无具体格式要求。杂志接受针对最新发表论文写的letter(时效性)，超过规定的时间不再接收。 读者若具备相应研究基础，能提出独到观点，一般容易被杂志接收，甚至是一些顶级杂志。 因为不同类型的SCI撰写难易度和接受周期不一样，综合来看， 三年一作发46篇SCI是一个可以做到的事情。 网友争议的点主要集中在邓博士发表的文章类型和 文章质量。 根据 2019 年公布的影响因子，计算 Nature、Science、Cell 三大顶级期刊杂志影响因子总和为： 43.07+41.037+36.216=120.323 也就是说邓博士三年发表论文影响因子达到了 CNS 之和。 试想如果邓博士三年发了 CNS 级别杂志的一作文章，相信他作为博士毕业生的优秀代表不会引起任何非议。 因此，网络上对邓博士的评论，渐渐的分成了两个大阵营： 一种认为，这就是一种论文“灌水”行为。 孔柚： 我只能承认他很能写，是不是灌水，有没有含金量，也只有他本人知道了。 fromiccas： 不喜欢灌水型研究，真要比，井冈山大学不是还有人一年一百多篇吗？我是希望学生都能够在主流杂志上发表文章，但是我的学生能发到macromolecules我就心满意足了。做研究，要有代表性的方向，代表性的工作。 知行合一： 三年46篇，三年就是36个月，不到一个月一篇，这种短平快的东西做出来能有多大学术价值，我表示怀疑。 一种则认为，“承认别人的优秀没那么难，能发这么多篇是能力的一种体现。” Jenny： 没问题啊，那是人家能力和实力，存在就是合理的。他又没造假。 E.： 如果没有科研条件去写高分的，小课题做的快，多发几篇也是错吗？况且 16篇research都是实实在在的呀，没事时看看别人的研究写写与自己课题相关的letter和meta 也是一种努力啊，为什么要说人家水？个人觉得他只是在能力范围能尽了全力而已。 木兰舟： 那也不可否认16篇original article。三年16篇还要怎样。 02 本人发文回应 瞎喷没用，干点实事提升自己才是正经 面对争议，2019年8月20日，邓博士本人在知乎上曾对此事进行了回应： 我是四川大学华西临床医学院2019届荣誉毕业生本人(这里需要解释一下，我们荣誉毕业生是针对本科生，八年制是作为本科生进行评比，所以不涉及和传统博士的评比；其次，荣誉毕业生是同专业同学选举出来，而不是学院老师指定)。等最近忙空了，我想在知乎上给大家分享sci思维、写作、投稿等方面的经验，希望能够让没有sci的同学，也能够有机会发表sci，至少能够不为毕业而焦头烂额。在这里给大家谈几点自己的想法： 第一，我是华西临床医学院的8年制本硕博连读专业的学生（2011年入学）。华西的八年制，大概比清华北大录取线少20分左右吧。八年前，我高考失利，与清华北大无缘(可以去我的高中调查一下真相)，于是选择学医，选择八年制。所以，本人学习能力可能比较强吧，因此读文献、写文章的能力也相对来说比较强吧。 第二，8年的时间里，我分成了两个阶段。前4年的本科学习，所以我花了高中努力程度的70%，轻松达到平均分90分的成绩，单科解剖学，诊断学等临床基础课程，专业第一。临床功底，可以去春雨医生或者好大夫检索一下我的治病救人诊疗经验以及病人对我的评价。后4年研究生的学习，我很庆幸自己选择了胸外科专业，因为我热爱这个专业，我每天看专业文献就像放松心情一样地娱乐，所以我会写原始研究，写meta分析，写letter表达自己的想法和观点(请注意，这是我的爱好，因为能够和全世界胸外科医师交流，这是我感觉愉悦的事情。)。做科研，在我最开始的时候，我是抵制的。后来培养了兴趣，尤其是我能够把临床问题，转化为科研（所以我的文章，都是临床的。关于基础研究，我确实不太通晓），为我的病人提供最新的诊疗意见，我觉得值了。(可以参考一下我在春雨或者好大夫平台发表的自己的研究成果)。 第三，我对待科研文章，如同对待挚友，进行交流和学习。 不做科研的医生，不是一名合格的医生，因为他不懂得思考和解决临床问题，一味地去接受他人的观点，没有自己的想法，不去解决自己的问题的医生，是很危险的。因为病人情况都是个体化的，医学作为实践性经验性学科，就是需要发现问题，解决问题。这里补充一下——胸外科有很多没有一致定论的东西，包括早期肺癌的手术，如果一个医生不去思考如何为病人做一次最佳的切除范围，那他只会给病人和家属带来不必要的担心，甚至术后复发转移。我见过太多这些的医生，所以我才发出此感慨。 第四，关于灌水。 我很庆幸我选择自己感兴趣的研究方向，发表在自己的专业杂志上，没办法我们胸外科相关的杂志，大概就是几分的水平。试问，高影响因子的文章，谁不想要呢？但我想，懂行情的人都会知道，不是每一个学生都有这样的机会和资源！况且，各大医院的院长、主任们，也不见得都是发表高影响因子的文章吧。 第五，大家如果感兴趣，我很愿意和大家分享科研经验： 微博： 第六，我最后给大家解释一下，我在最后三年，也就是从2016年开始，在华西医院各科室实习一年，从2017年，在华西医院肺癌中心上临床作为住院医师参与一线工作(收治病人、值班等)一年半左右。 最后半年多时间里，完成专业博士毕业论文。 第七，我总结我以上所说的，我并不觉得自己怎么样怎么样，大学的八年里，相比于其他的荣誉毕业生，别人从一开始就叱咤风云，而我并不属于学院的知名人物（毕竟我不喜欢搞学生会工作，不喜欢互联网竞赛，不喜欢加各种协会……我们同一届的其他专业的，大多都没有听说过我这个名字），没想到在最后毕业的时候被选出来作为本科荣誉毕业生，我只是觉得自己的付出和努力，没有白费。我常常给同学朋友开玩笑说，“我是拿了5年的励志奖学金，最后一年终于励志成功，拿到了国家奖学金”。 最后总结一下，我做这一次的正面回应网络各种形形色色的人，就是要让你们知道，大学里努力了的人，你们瞎喷、瞎黑，是没有用的！别一天没事干了，吃饱了就在网络上消化，干点实事，努力提升自己的专业和学习能力，对你自己才是最好的！ 邓汉宇，男，中共党员，胸外科博士，四川大学华西医院肺癌中心（胸外组）医师，四川大学华西临床医学院八年制本科生导师。师从于被誉为“中国肺外科第一人”的周清华教授，获四川大学临床医学学士学位及胸外科学博士学位。现为欧洲胸外科医师协会（ESTS）会员、美国外科医师学院（ACS）会员、国际肺癌研究协会（IASLC）会员、中华医学会胸心血管外科分会会员、中国抗癌协会肺癌专业委员会会员、中国抗癌协会癌症转移专业委员会会员。 累计发表论文60余篇，其中以第一作者、共同第一作者、通讯作者身份在JAMA Surgery、European Respiratory Journal、Annals of Thoracic Surgery、European Journal of Cardio-Thoracic Surgery、Annals of Surgical Oncology、World Journal of Surgery、European Journal of Surgical Oncology、Diseases of the Esophagus、Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery、Journal of Thoracic Disease等杂志发表胸部肿瘤外科学相关英文SCI文章50余篇，累计影响因子大于120分（）。受邀作为Langenbeck's Archives of Surgery、Annals of Surgical Oncology、PLOS ONE、World Journal of Surgical Oncology、Journal of Investigative Surgery等SCI杂志审稿人。多次受邀参加ISDE、OESO、ASCVTS、ESTS、MRS、WCLC等国际会议以及中华医学会胸心血管外科分会年会、青年医师论坛、川渝食管癌年会及四川省胸心血管外科年会并作大会发言和壁报展示。荣获2017年中华医学会胸心血管外科分会青年医师论坛优秀论文三等奖、2019年中华医学会胸心血管外科分会青年医师论坛优秀论文二等奖。 虽然回应的最后言辞比较激烈，但 平心而论，邓博士绝对算得上优秀。 在现行评价体系下，每个医院的评价体系不同，邓博士虽有争议，但无可厚非。其发表在EJSO上的一篇一作文章还入选了ESI前1%高被引论文。 2月23日， 科技部正式印发《关于破除科技评价中“唯论文”不良导向的若干措施（试行）》通知，明确要求破除“唯论文”论不良导向，鼓励发“三高”论文，过几年再看，会不会是另外一番景象？ 你怎么看？ 本文由 科研大匠 综合自知乎、@邓汉宇ResearchGate、微博，华西医院等
单细胞研究|| 利用 Illumina®技术的近期单细胞研究文献综述（应用篇一） 主要介绍单细胞技术在癌症、宏基因组学、干细胞、发育生物学、免疫学、神经生物学方面的应用。 单细胞研究|| 利用 Illumina®技术的近期单细胞研究文献综述（应用二） ，主要介绍单细胞技术在药物发现、生殖健康、微生物生态学和进化、植物生物学、法医学、等位基因 – 特定基因表达方面的应用。 单细胞研究|| 利用 Illumina®技术的近期单细胞研究文献综述(样本制备) 单细胞测序带来数据分析的独特挑战单个哺乳动物细胞包含50,000–300,000个转录本，且各个细胞间的基因表达值存在显著差异。虽然每个单个细胞可表达数十万个转录本，但高达85%的转录本仅有1–100个拷贝。因此，在 scRNA-Seq 中捕获低丰度mRNA转录本并扩增合成的cDNA以确保所有转录本最终在文库中均匀呈现至关重要。 已知丰度的外参定量标准可帮助区分具有生物学意义的基因表达改变导致的技术变异性/噪声。分子索引也可校正测序偏差，而近期对自动样本处理的改进可进一步降低技术变异性。 DNA扩增和单细胞DNA-Seq技术的杂峰可通过使用专为此目的设计的计算算法来减少。本节着重描述一些单细胞测序数据分析方法（表 2）。 表2. 单细胞测序数据分析方法总结 参考文献 NGS常用于检测组织基因组DNA中的SNV，但是分析单细胞中的SNV易受到WGA相关杂峰的影响。为克服这一技术挑战，作者开发了单细胞多重置换扩增（SCMDA）以及相关的单细胞变异检出算法SCaller。在本研究中，作者从成纤维细胞克隆中分离了未扩增的基因组DNA。他们还从这些克隆中分离了单个细胞并使用 SCMDA 对单细胞基因组 DNA 进行了扩增。他们利用 HiSeq 2500 和 HiSeq X Ten 系统对经 SCMDA 扩增和未扩增的样本进行了全基因组测序，并使用SCaller对SNV进行了鉴定。通过比较来自单细胞和亲本克隆的SNV，作者证实他们的程序能准确分析单细胞基因组中的 SNV。 Illumina的技术：HiSeq 2500和 HiSeq X Ten 系统 单细胞基因组已为未培养微生物带来了大量单个基因组草图；但是，扩增步骤期间MDA杂峰导致覆盖不完整以及不均匀。元基因组学数据集不会发生相同序列偏移，但微生物群落的基因组复杂性妨碍了基因组草图的再现。在本研究中，作者研发了一种新的从元基因组学引导的、单细胞扩增基因组装数据生成种群基因组装的新方法。该研究通过完成海洋组1奇古菌门和SAR324类群浮游细菌的单细胞扩增基因组验证了该方法。SAR324类群基因组改进的方法组合揭示了存在多个单细胞扩增基因组中未发现的基因。 Illumina的技术：TruSeq LT Nano Kit、MiSeq系统 scRNA-Seq法提供了研究复合组织和疾病的无偏倚方法。但是，数据会发生高水平的技术噪声，并强烈依赖于表达程度。当基于重要生物学差异聚类细胞时，细胞间差异具有挑战性。例如，分割方法（包括k 均值聚类和BackSPIN算法）基于细胞周期分离细胞，而不是组织特异性信号。作者引入通路和基因集过离散分析 （PAGODA） ，通过检测已测量细胞可分类的所有重要的和潜在的重叠通路克服了该挑战。 Illumina的技术：HiSeq 2000系统 现代单细胞测序技术，尤其那些涉及大规模平行方法的技术，常会分离出受压、破碎或灭活细胞。这些低质量细胞可导致数据杂峰，且必须从分析中将其排除。在本研究中，作者提供了scRNA-Seq的首个工具，可以简单彻底的方式处理并移除低质量细胞。分析流程使用了 20 个高度组织的整合到机器学习算法中的生物学和技术功能集。作者在CD4+ T 细胞、骨髓树突状细胞和小鼠ESC上验证了该方法。方法还定义了视觉上无法检测的低质量细胞的新类型。 Illumina的技术：HiSeq 2000系统 scRNA-Seq数据集受固有技术噪声影响，不利于对细胞亚群的鉴定。为克服该困难以及影响基因表达异质性的未知隐藏因素，作者研发了一种模型（scLVM） ，以说明RNA-Seq数据集中未观察到的因素并使用单个小鼠ESC验证其模型。研究还是用HiSeq 2000系统在初始T细胞分化为TH2细胞过程中执行单个T细胞的RNA-Seq。研究将scLVM模型应用到T细胞RNA-Seq数据集并校正细胞周期基因表达。该研究能鉴定通过仅使用非线性 PCA 或 k 均值聚类无法发现的分化中 T 细胞的 2 个亚群。 Illumina的技术：Nextera XT DNA Sample Preparation Kit、HiSeq 2000系统 鉴定成分细胞类型对于了解给定器官或组织的功能至关重要。鉴定细胞类型的现有方法涉及基于特定标记成像和分离细胞，但是如果细胞类型稀有（如CSC或CTC）则该方法具有挑战性。在本研究中，作者使用HiSeq 2500 系统对数百个来自小鼠肠类器官的随机选定细胞执行 RNA-Seq。为鉴定类器官内的细胞亚群，研究研发了RaceID，一种在细胞符合群体中鉴定稀有细胞类型的计算方法。研究通过在取样的类器官细胞群鉴定单个激素生成细胞类型验证了该算法，并确定Reg4作为这些稀有肠道内分泌细胞的新标记。最后，研究使用 Reg4 捕获这些稀有细胞，以研究其遗传多样性，确定大量肠道内分泌细胞谱系。 Illumina的技术：HiSeq 2500系统 scRNA-Seq可在单个细胞群中捕获振荡动力学，并可发现大量测序试验中缺失的振荡。但是，连续RNA-Seq时期数列试验不可行，且对于大多数振荡系统可能无法同步化。先前已研发了Monocle254计算算法来在scRNA-Seq数据中通过几个不同时间点的数据拟时间排序解决该挑战。在本研究中，作者研发了Oscope，一种使用来自非同步细胞的scRNA-Seq数据确定并鉴定振荡基因的转录动力学的计算算法。研究通过将该模型应用到多种 scRNA-SeqIllumina 数据集（包括人 ESC）对 Oscope 进行了验证，且研究发现了与 Fluidigm C1 芯片上的捕获位点和输出孔位置相关的振荡模式。 Illumina的技术：Nextera XT DNA Sample Preparation Kit、HiSeq 2500系统 scRNA-Seq是一种发现新细胞类型、了解调控网络和重建发育过程的成熟方法。但是，scRNA-Seq通常涉及来自组织的分离细胞，因此破坏了其自然空间关系。为在scRNA-Seq数据中捕获空间关系，作者研发了Seurat，一种将较小的引导空间指定的“标志”基因集的scRNA-Seq与补充性原位杂交数据结合起来的计算策略。研究通过空间绘制从斑马鱼胚胎分离的851个单个细胞并创建空间模式的全转录组图对Seurat进行了验证。Seurat 可正确定位细胞的罕见亚群，并可绘制空间受限细胞以及表达模式更分散的细胞。 Illumina的技术：Nextera XT DNA Sample Preparation Kit、HiSeq 2500系统 Illumina的技术：HiSeq 2500系统 在分析单细胞DNA-Seq数据前，必须将DNA拷贝数异常与WGA杂峰区分开。该要求使得单细胞测序数据DNA拷贝数分析和单倍型分析有难度。在本研究中，作者研发了一种单细胞基因组分析法，可在单细胞全基因组确定单倍型和拷贝数——称为haplarithmisis的程序。方法解读单细胞的SNP等位基因片段，并将这些数据整合到计算工作流程中进行关联疾病变异的归因（siCHILD） 。作者通过对来自人体外受精胚胎的单个淋巴细胞和人分裂球确定单细胞基因组中带有疾病等位基因的单倍型验证了该方法。 Illumina的技术：TruSeq DNA LT Sample Preparation Kit、HumanCytoSNP-12v2.1 BeadChips、HiSeq 2000/2500系统 在单细胞DNA-Seq中，序列杂峰由必要的DNA扩增法引入，如MDA255和 MALBAC。256在本研究中，作者开发了一种新的统计方法，用于定量评估由于WGA产生的单细胞DNA扩增偏差。通过比较MDA和MALBAC DNA文库，研究提供由MDA和MALBAC生成的单细胞文库的基准比较，并还确定了扩增水平下基因组范围偏差的普遍特征。该研究的统计模型可校正单细胞 WGA 数据中的等位基因偏差。 Illumina的技术：MiSeq 和 HiSeq 2500系统
干细胞研究与治疗期刊投稿
里？1. 研究内容不同：干细胞临床研究主要研究干细胞的安全性、有效性、可操作性等，而临床应用研究则是将干细胞用于治疗某种疾病的研究。2. 研究对象不同：干细胞临床研究的对象是干细胞，而临床应用研究的对象是患者。3. 研究方法不同：干细胞临床研究的方法是实验室研究，而临床应用研究的方法是临床研究。
中华细胞与干细胞杂志、中国组织工程研究、中国神经再生研究、中华临床医师杂志
神经细胞衰老研究期刊投稿
审稿最快的sci期刊：
1、Brain Research：神经学期刊，IF=3.252，官宣初审平均3.9周，收录范围：细胞生物学、信号通路和突触传递；神经、神经胶质、神经系统的发育、退化与再生，以及与大脑衰老有关的变化。
系统神经科学和行为科学，神经回路、感觉和运动系统、内部调节系统和行为控制的结构和组织；人或动物模型在认知与行为上的神经机制研究；临床上神经系统相关疾病，对疾病模型的研究等。
2、Small Methods：一本综合性期刊，IF=14.188，Small Methods创刊的宗旨是推进先进技术和方法的发展。其重要关注点是材料科学、生物医学、化学、物理学及工程学等各个领域及学科在纳米和微米尺度研究的重大前沿发现和进展。
在生物医学研究中，多个领域均在收录范围内，包括细胞亚结构、光遗传学、单细胞测序和蛋白质组学研究等多个研究方向。
3、International Orthopaedics：骨科专科杂志，IF=3.075，官宣初审平均17天，接收以下领域的文章：骨科、康复、整形外科、运动医学、骨科临床手术或与骨科相关的基础研究等。
1.1 来稿应具有先进性、科学性和逻辑性。要求资料真实、数据 可靠、论点明确、结构严谨、文字通畅。专家述评、论著、综述、讲座等 一般不超过4 000字，短篇与个案、经验交流等不超过1 500字。1.2 来稿须另寄单位推荐信。推荐信应注明作者单位对稿件的审评意见， 以及关于“无一稿两投、不涉及保密及署名无争议”等的声明。1.3 稿件投稿成功后，即进入审稿程序。作者 可随时经本刊网站跟踪文稿的当前状态。投稿过程中如遇到问题，可随时 与本杂志社联系。1.4 论文所涉及的课题若获得国家或省、部级 以上课题资助项目，请于文题页左下方脚注说明，如“基金项目：国家自 然科学基金资助项目（39970752）、国家863高技术研究发展计划资助项目 （102-10-02-03）”等，并附基金证书复印件。论文刊登后获奖者，请及 时通知编辑部，并请寄获奖证书复印件。1.5 作者在得到稿 号后4个月内未接到稿件处理通知，表明稿件仍在审阅中；作者若欲改投他 刊，请提前与本刊编辑部联系，切勿一稿两投。如逾4个月未收到稿件处理 通知，作者可改投他刊。1.6 来稿一律文责自负。根据《著 作权法》，本刊对决定刊用的文稿有权作文字修改或删节，凡有涉及原意 的修改，将提请作者考虑。对退修的文稿，要求作者将修改稿以word格式 上传至审稿系统。修改稿逾期1个月未返回者，本刊将视作自动撤稿。1.7 来稿须附稿件处理费80元，请通过邮局汇寄。稿件确认刊登 后按通知付版面费。刊印彩图者需另付彩图印制工本费。版面费和彩图印 制工本费可由作者单位从课题基金、科研费或其它费用中支付。稿件刊登 后酌致稿酬，并赠当期杂志1册。
发细胞论文
科学院神经所已经在所有顶尖杂志有多篇论文：《细胞》（饶毅、张旭实验室各一篇）、《科学》（郭爱克实验室两篇、何仕刚一篇）、《自然》（袁晓兵实验室）。多篇《自然神经科学》（分别是蒲慕明、周专、段树民、鲁白实验室）、《自然细胞生物学》（分别来自蒲慕明、袁小兵、段树民）、《神经元》（分别来自蒲慕明、张旭、李朝议、周专、段树民），其中郭爱克已经因为前几年第一篇《科学》当选院士，周专和段树明今年院士入围。紧追神经所的是科学院生物物理所：《细胞》（饶子和）、《自然》（常文瑞）、《科学》（唐世明、陈霖各一篇），陈霖因此当选院士，常文瑞今年院士入围。清华：《细胞》（饶子和）、《科学》（孟安明，今年院士入围），清华的饶子和前两年因为发过多篇PNAS、 JBC当选院士。复旦大学：《科学》、《自然》各一篇（金力，今年院士入围）科学院基因组所：《科学》两篇、《自然》一篇（杨焕明，今年院士入围）科学院上海国家基因研究中心：《自然》（韩斌，今年院士入围）、《科学》（赵国屏，今年院士入围）各一篇科学院上海生化细胞所：《科学》一篇（张永莲，已经因此当选院士）上海交通大学：《自然遗传学》（贺林，今年院士入围）协和医科大学：《自然遗传学》（沈岩，已经当选院士）第二军医大学：《自然免疫学》（曹雪涛）个人发表两篇以上的人：蒲慕明在中国自己的实验室发表顶尖论文是个人最多（至少五、六篇），这些都不包括他在UC Berkeley的论文基因组所杨焕明发两篇《科学》、一篇《自然》神经所郭爱克研究员发两篇《科学》复旦大学金力发《科学》、《自然》各一篇神经所张旭发《细胞》、《神经元》、PNAS各一篇神经所周专发《自然神经科学》、《神经元》、PNAS各一篇唐世明在神经所以博士后身份发一篇《科学》、在生物物理所以研究员身份发一篇《科学》科学院上海健康科学中心孔祥银发《自然遗传学》两篇学生里面两次以上在顶尖杂志做第一作者两人：神经所张成（周专的学生）发《自然神经科学》和《神经元》各一篇，神经所蒋辉（饶毅的学生）发一篇《细胞》原始论文、一篇《自然神经科学》评论在同一个研究所有两个以上独立实验室发表多篇顶尖论文的目前只有神经所一个，其它单位有一个实验室发表过多篇的（如基因组所、复旦、生物物理所），但是没有多个实验室能够发表多篇以上有三篇是同学们在BBS上宣布正式接受的论文，杂志还没有出来的，其它是都发表了的。正式待发表的三篇：神经所郭爱克的第二篇《科学》、清华/生物物理所饶子和的《细胞》、神经所张旭的《细胞》。
细胞培养技术是细胞生物学研究的基础，在生物技术研究领域占有十分重要的位置。下面是我为大家整理的细胞培养论文，供大家参考。
细胞工程课程教学改革初探
细胞培养论文摘要
摘 要 细胞工程是我国本科院校生物技术专业的一门专业必修课。针对该课程特点，本文从优化理论教学和强化实践教学等方面进行了积极的探索，以便为细胞工程课程的教学改革提供参考。
细胞培养论文内容
关键词 生物技术 细胞工程 教学改革
中图分类号：G424 文献标识码：A
Discussion on Teaching Reform of Cell Engineering Course
LI Anzheng
(Teaching and Research Section of Biotechnology， Hubei University of Chinese Medicine， Wuhan， Hubei 430065)
Abstract Cell engineering is a professional required course for undergraduate biotechnology major of universities and colleges in china. In this paper， according to the characteristics of this course， positive exploration was carried on to optimize the theory teaching and strengthen the practice teaching， which may provide references to teaching reform of cell engineering course.
Key words biotechnology; cell engineering; teaching reform
21世纪是生命(生物)科学的世纪。生物技术是应用生命科学研究成果对生物或生物的成分进行改造和利用的综合性技术体系，包括细胞工程、基因工程、酶工程、发酵工程和生化工程五大技术范畴。其中细胞工程是应用运用生物学研究所积累的知识和技术，在细胞水平上开发利用生物材料或生物系统，并以一定的工艺获得产品(细胞系、细胞株，生物体或其次生代谢产物)的有关理论和技术的学科。
我校生物技术专业于2005年开始招生，经8年的专业建设，目前已经形成较为完善的理论和实践教学体系。目前细胞工程已经成为高等院校生物技术专业的主干课程之一。学好这门课程， 将为学生今后从事生物学领域的相关研究及与细胞工程有关的生物技术产业工作莫定良好的理论和技术基础。贯彻“以学生为主体”的教学理念，提高教学质量、培养高素质应用型人才是包括我校在内的诸多院校孜孜追求的目标。结合细胞工程课程特点以及本校的实际情况，生物技术教研室对该课程教学内容、 教学 方法 、实验教学等进行了一系列的改革探索。
1 理论教学改革
1.1 优化教学内容
教学内容决定了学生的基本知识结构，影响学生基本能力的形成，教学内容是否充实与新颖，对教学质量的提高具有重大影响。鉴于精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程，在细胞工程这门课程的教学中，结合中医药院校的中医药特色以及生物技术教研室教师队伍的实际，我们引进了由“211”高校华中农业大学创建的国家精品课程——细胞工程学的内容。
在教材的选用上，以高等 教育 出版社出版的柳俊教授主编的《植物细胞工程》作为教学参考书，该书系统地介绍了植物组织细胞培养技术，既说明了操作方法，也论述了其中的理论原理，比较适合于本科生的学习。同时，在教学中补充关于动物细胞工程的内容，并向学生推荐了一些参考书。
同时完善教学大纲，对教学内容作适当增减。细胞工程与其他生物科学密切相关， 如作为先修课程的植物生物学、动物生物学、细胞生物学和分子生物学等，因此在内容上有些章节会有重复，对此可以略讲或加以提问以示复习。如植物胚乳培养中涉及胚乳发育的三种途径(核型胚乳、细胞型胚乳和沼生目型胚乳)，该内容在植物生物学中已经学习，在此可略讲。
此外，进入新世纪后包括细胞工程在内的生物技术各领域的新成果日新月异，因此对教师而言，不仅要教授给学生这个领域的基本原理、基本方法和基本技术，而且也要把最新研究进展融入到教学中来。这就要求教师必须能够随时关注该领域发展的最新动态(查阅国内外权威文献)，并及时把相关内容补充到教学内容中，从而激发学生学习的兴趣，增强学生学习的自觉性和创造性。要求认真细致地备好每每一节课(包括实验课)，并在课后进行教学 反思 ，所以尽管课程每年基本是重复的，但每年都有新的体会，需要花大量时间认真备课。
1.2 改革教学方法
激发学生的学习兴趣，发挥其主观能动性。所谓兴趣是最好的老师，带着兴趣学习，可以发挥学生的主观能动性，对教学效果的提高无疑是大有裨益的。大学传统的教学模式往往是灌输式的，老师是知识的传输者;新的教学模式比如启发式教学则要求老师由知识的传输者转变为学习的引导启发者，激发学生的学习兴趣，调动学生学习的主动性和积极性。因此在教学过程中，可以选择细胞工程的某一章节或者某一知识点的内容，尝试让学生体验课堂教学，以培养学生的独立思考能力、查阅文献能力、 总结 归纳能力及语言表达能力。
注重师生互动，积极引导学生学习。一般上新课之前会花几分钟时间复习旧课，即对上次课的内容提出几个问题，让学生思考回答。这样既可以巩固已学内容，又可以衔接新课内容，可谓承上启下，一举两得。另外在授课过程中也需要观察同学们对某一知识点的掌握情况，尤其是涉及一些先修课程的内容，也会随时提问并做解答。所有的提问，要兼顾到每一位同学，即每一个同学都有回答问题的机会;对回答得好的同学要大力表扬，对回答不上来的同学也要加以鼓励。 认真制作多媒体课件，优化多媒体教学。随着社会经济水平的提高和科技水平的进步，充分利用多媒体等现代教学手段也是对专任教师的必然要求。目前我校绝大多数教室都配备了多媒体教学系统，细胞工程这门课程也采用了多媒体授课。如何将传统板书教学的提纲挈领与多媒体教学的大信息量实现有机结合，是教学过程中需要用心思考的问题。在多媒体课件(PPT幻灯片)的制作过程中，坚持“文字少而不缺，图表多而不杂”的原则，将传统的板书的要点集中体现在其中某一张幻灯片上，然后添加一些超级链接用图表对每一要点作详细说明，做到既要发挥多媒体教学的优势，又不失传统教学的效果。同时还可以在多媒体课件上完善外文(英语)专业词汇，增加学生 专业英语 的基础。
2 实践教学改革
细胞工程是一门实践性很强的学科。在实验内容的设置上，本着整合教学资源，优化教学内容的原则，在我校生物技术专业培养方案中将包括细胞工程在内的数门专业课的实验加以整合，开设了生物技术综合实验。其中有对应的细胞工程部分以动物细胞培养和植物组织培养过程为基本内容。在实验过程中前一个实验为后一个实验做准备，后一个实验是前一个实验的深入。实验过程从培养基的制备到材料的消毒灭菌接种，到实验结果的观察，学生需要全程参与。考虑到因为污染等原因导致某一次实验失败而导致后续实验无法开展的问题，在实验过程中指导老师要随时关注培养情况并采取预防 措施 ，比如多准备一些实验材料;或者指导老师除演示实验过程外，每次也作为其中的实验小组参与实验。实验 报告 的书写上要求同学们如实报告实验结果，即使是失败的结果也要求写上并分析原因。
3 结语
课程教学是实现教育培养目标的重要手段。在细胞工程课程教学过程中， 我们优化教学内容，引入了“211”高校的精品课程并加以消化，把最新的科研成果融入到教学内容中;采用了灵活多样的教学方法和多媒体教学手段，使教学质量得到了相应的提高。在今后的教学过程中将与时俱进，不断总结 经验 ，进一步完善教学内容、教学方法，尤其要加强细胞工程实验的开设，丰富实验内容，把细胞工程课程教学水平提高到一个新的层次。
细胞培养论文文献
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[3] 王义，刘思言，孙春玉等.在《植物细胞工程》课程教学中培养学生科研能力的思考与实践[J].中国校外教育(理论)，2008(9)：85-86.
[4] 杨清玲，章尧，陈昌杰等.生物技术综合实验建设的研究[J].蚌埠医学院学报，2009(34)：166-168.
细胞工程教学改革与探索
细胞培养论文摘要
摘要根据细胞工程教学实际,从师资队伍、教学内容、教学方法及考核方式等方面进行探讨,以为细胞工程教学改革提供新思路。
细胞培养论文内容
关键词细胞工程;教学改革;考核方式
细胞工程是理论与实践结合的综合性很高的一门学科,是应用细胞生物学和分子生物学的原理方法,在细胞水平上研究、改造生命遗传物质,以获得具有目的性状的细胞系或生物体的理论和技术的学科,它既是现代生物技术的重要组成部分,也是现代生物学研究的重要技术工具,在高校生命科学及相关学科的课程设置中占有重要地位[1-2]。学好这门课程,将为学生今后从事生物学领域的相关研究及与细胞工程有关的生物技术产业工作奠定良好的理论和技术基础。授课教师必须充分发挥自身专业优势,适应学科发展需要,积极引导学生科学认知并对该领域产生兴趣,系统把握相关原理、方法、技术和进展;同时培养学生综合能力,增强教学效果。在不断探索的过程中,结合细胞工程的特点,就提高细胞工程教学的质量进行探讨。
1加强师资队伍建设
1.1组建教学团队
为了解决教学内容学科跨度大、背景不同的问题,打破传统的一人一课的教学模式,组建教学团队,将教学内容分为不同的教学模块。每一模块由具有相应专业背景的教师承担,力争紧跟各教学内容的学科前沿。
1.2提高教师教学水平
为了提高教学水平,课题组成员定期进行现代教学思想和现代教学方法的学习与讨论;定期组织在教学方法上有建树的专家进行听课和有针对性的评课;督促教师认真备课,业务上要精益求精,特别要求教学内容要紧跟学科前沿,使自己成为本专业的真正专家和学者,站在本专业知识发展前沿。同时不定期展开自评和互评,以促进整体教学水平的提高。
2融合科技发展,改革、更新教学内容
细胞工程是一门涉及面较广的综合性学科,无论是教师的教,还是学生的学都具有一定的难度,这就要求在授课内容的选择上,即要注意内容的系统性与完整性,又要保证授课内容的全面、趣味、实用。结合生物技术专业的教学目的和现有教材,在课程内容上,主要围绕以下几个方面展开:一是细胞工程基础,包括基本概念,主要研究内容,细胞培养的基本设施、条件、方法和技术等;二是植物细胞工程,包括植物组织培养、脱毒与快繁、单倍体诱导与育种、胚胎培养、体细胞胚胎发生和人工种子技术、原生质体融合、染色体工程、转基因技术等;三是动物细胞工程,包括动物细胞培养、细胞融合、染色体工程、细胞重组与克隆、转基因动物与生物反应器等;四是细胞工程的实践与应用,包括细胞工程及其相关技术的发展现状与应用进展,及其产业化发展前景等。
此外,由于当今世界科学技术突飞猛进,知识信息量增长迅速,细胞工程的研究内容也日新月异,新技术、新方法不断涌现。这就要求任课教师在教学中要适时地调整并更新教学内容,站在现代科技发展的前沿,掌握生物工程领域科技发展的最新动态,及时把这些动态、研究成果以及有待攻关的重大课题融入教学内容,激发学生学习探索新知识的兴趣,提高学生的综合能力。如在讲解“克隆技术”时,及时把国内外最新的成果向学生传播,包括2007年12月14日韩国孔一根教授通过一只成年雌性土耳其安哥拉猫的表皮细胞克隆出3只含荧光蛋白的白色小猫;2009年1月Cloning and Stem Cells杂志网络版报道,山东省干细胞工程技术研究中心、烟台毓璜顶医院成功获得人体细胞克隆胚。又如在讲解“染色体工程”时,结合2009诺贝尔生理医学奖的最新成果进行阐述。
3改革教学方法
3.1采用启发式、探究式教学方法
作为综合技术课程,细胞工程的各章节逻辑性不强,理论表述较少,应用技术细节较多,给欠缺基础知识的学生在理解、记忆课本内容时带来较大的难度。因此,在教学过程中,要大力提倡启发式、问题探究式、讨论式、训练与实践式教学方法,鼓励学生大胆质疑、自由探索,最大限度地发挥学生学习的主动性、积极性和创造性。例如在讲授细胞重组与克隆过程中,只讲解细胞重组和克隆相关原理,而克隆的最新进展则由学生在查阅资料后,对其做讲解和归纳总结,由教师和其他学生给予评价和修正。
3.2应用 现代教学手段,提高教学质量
细胞工程是一个基础性和实践性很强的学科,课程的信息量大,内容基本是微观水平,传统的的教学模式无法为学生呈现如此大信息量的课程内容,而且也很容易引起学生对课程的懈怠,降低学习兴趣,影响教学效果。为了提高教学效果,以 计算机为工具,通过多媒体、教学录像、 网络资源、CAI课件等现代化教学手段,不仅可以向学生提供丰富多彩的教学信息,还可以提供更加美观的人机交互界面,充分调动学生的情绪、情感、注意力和兴趣[3]。这样就可以使那些抽象的、在普通条件下难以观察到的过程直观而形象地展示出来,有利于增长学生独立灵活地分析问题、解决问题的能力,提高教学质量,同时激发学生的学习兴趣。
3.3开展各种教学活动
在正常的授课之余,还尝试打破常规的教学方式,开展丰富多彩的教学活动,对于培养学生学习兴趣、充分调动学生学习积极性有着很好的效果[4]。如在期中时,给学生布置写一篇综述的任务,题目和内容自定,只要是学生自己感兴趣、与本学科内容相关的即可。学生通过查找资料,对生物学科产生了浓厚的兴趣,甚至产生了以后从事这方面工作的愿望,有的还主动找到教师,申请提前进入实验室。又如在教学过程中,尝试让学生在学完每章内容后自己试编题并给出答案,然后以作业的形式上交,教师综合学生编写的题目和各方面资料建立题库。这种形式,一方面,体现尊重学生、信任学生的教学原则,同时极大地调动了学生学习细胞工程的积极性和主动性;另一方面,学生编题的过程也是学习掌握的过程,让学生的学习达到事半功倍的效果。
4改革考核方式
目前,大多大学生对期末 考试“一考定终身”不满,因此,制定 科学可行的考核办法对提高学生的学习积极性和改进教学效果都具有重要的作用。为了引导学生全面 发展,科学评价学生的学习情况,该课程针对目前考试中存在的问题,从以下几个方面进行了考试模式的改革探索:一是在考试内容上除了包括课程的基础理论、基本知识、基本技能等,同时也考察学生的在融会贯通基础上分析问题、解决问题的能力;二是加强平时成绩考核,将课堂的出勤、回答问题、作业、讨论及课堂讲述等情况记入平时成绩;三是最后总评分时按平时成绩占30%(作业、出勤、课堂的参与程度等),平时的课堂活动、创新活动占10%(包括撰写研究综述、运用细胞工程技术手段、设计方案解决实际问题、成立兴趣小组、参与课题研究、课堂讲课等),期末考试占60%(注重考查运用理论知识解决实际问题的能力)。
5结束语
在科技竞争、人才竞争、 经济和科学技术迅速发展的形势下,通过研究与探索细胞工程课程教学体系,把最新的科技发展成果融入到教学内容中,采用先进的教学内容和现代化的教学方法与手段,改革考核方式,细胞工程课程教学改革取得了一些成绩。今后,要不断通过学习掌握新的知识、提高自身的理论认知水平,同时每次上课前精心备课,并在教学实践中对课程教学体系不断改进,提高细胞工程的教学质量。
细胞培养论文文献
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单细胞转录组投稿期刊
对于多细胞生物而言，细胞存在固有的异质性。随着单细胞测序技术的迅速发展，极大地丰富了我们对于细胞异质性和细胞功能的理解。近年来，随着植物原生质体制备等难题的逐步突破，植物单细胞测序愈发火爆，仅2021年上半年就已发文十几篇，其中不乏Cell、Nature Communications等期刊，广泛应用于拟南芥、水稻、玉米、番茄、杨树等物种。因此，植物单细胞测序的应用潜力不言而喻。那植物单细胞测序到底能如何大展身手呢？ 一、构建细胞图谱 植物组织是由不同形态且具有特定功能的细胞构成，不同细胞类型，其基因表达模式也存在差异。通过单细胞转录组测序，构建植物细胞图谱，使我们能深入了解植物组织中细胞类型的组成，获取每个细胞独特的转录本信息，从而鉴别细胞身份和功能。例如，2021年4月，中国科学院分子植物科学卓越创新中心的研究人员在期刊Nature Communications上发表的文章中，以5日龄野生型水稻（ZH11）幼苗胚根（靠近根尖1cm，约90个幼苗）为材料制备原生质体进行单细胞转录组测序。以获得的27,469个高质量单细胞转录组数据构建了水稻胚根细胞图谱，通过细胞聚类及注释分析，利用UMAP可视化，将这些细胞划分为21个不同的细胞类群，涵盖水稻根表皮、外皮层、厚壁组织、皮层、内皮层、中柱鞘、分生组织、维管组织等细胞类群。由此表明，水稻根尖是由高度异质的细胞组成的。 二、鉴定稀有细胞类群 基于液滴法的高通量单细胞测序使得捕获植物发育过程中各个时段的细胞成为可能，因此，通过绘制植物单细胞转录图谱，不仅可以鉴定植物组织中的主要细胞类型，还可以鉴定出植物组织中稀有的细胞类群。通过稀有细胞类群的鉴定，有利于深入挖掘其在植物发育分化过程行使的重要功能。例如，2019年2月，德国图宾根大学的研究人员在国际学术期刊Developmental Cell上发表的文章中，以6日龄拟南芥幼苗根尖（距离根尖1cm）为材料进行了单细胞转录组测序，通过特异性QC（静止中心）Marker基因鉴定出拟南芥根组织中稀有细胞群体QC细胞，并且发现，在亚簇C11.1中36个细胞至少表达了一半的QC基因，这与单细胞测序的采样深度以及大部分QC基因的相对低表达相一致。通过QC细胞和分生组织未分化细胞进行转录组比较，确定了254个优先在QC中表达的基因。QC细胞的鉴定，为深入研究这一罕见细胞类型的生物学功能提供了更多可能。 三、挖掘新Marker基因 在多细胞生物中，细胞类型以及细胞特异性功能的产生在很大程度上源于细胞中不同基因的差异表达。在单细胞转录组数据分析过程中，主要通过差异分析鉴定出某个细胞亚群的特征性基因，再结合Marker基因鉴定细胞类型。因此，新Marker基因的挖掘有助于深入阐明细胞异质性, 并且对于识别植物发育过程中未知细胞类型的细胞群体是非常关键的。例如，2020年6月，河南大学的研究人员在Molecular Plant期刊上发表的文章中，以5日龄拟南芥幼苗子叶为材料进行了单细胞转录组测序，利用几个已知的参与调控气孔谱系细胞发育的Marker基因对鉴定的细胞类型进行验证，发现FAMA、TMM、HIC和SCRM在特定细胞类型中特异性表达，而其他标记基因在特定的细胞类型中没有特异性表达，因此，为了探究气孔谱系细胞发育的潜在调控因子，分析了不同细胞类群中的基因表达谱，在每个细胞群中鉴定了高表达的标记基因即新Marker基因，并且进一步发现，这些Marker基因中部分可能参与调控气孔谱系细胞的发育。 四、研究细胞发育动态 拟时序分析是指根据细胞之间表达模式的相似性对单细胞沿着轨迹进行排序，以此推断出发育过程中细胞的分化轨迹或细胞亚型的演化过程。通过绘制植物细胞间的发育分化轨迹来重塑细胞随着时间的变化过程，可以深入挖掘随着细胞状态的变化其细胞类型的改变，并进一步解析植物细胞分化路径，了解植物细胞的动态发育过程。例如，2021年4月，中国科学院分子植物科学卓越创新中心的研究人员在Nature Communications国际学术期刊上发表的文章中，以5日龄水稻胚根（距离根尖1cm，n=90）为材料制备原生质体进行单细胞测序，在该研究中，研究人员不仅揭示了水稻根单细胞异质性，还重建了水稻根表皮细胞（epidermal cell）和地上组织（ground tissue）细胞的连续发育分化轨迹，明确了在根尖干细胞分化过程中基因表达与基因染色质可及性的相关性，同时，结合拟南芥根尖和水稻根尖的转录组图谱和标记基因分析，揭示了单子叶植物水稻和双子叶植物拟南芥在根尖细胞类型上的进化保守性。 五、基因调控网络分析 组织内细胞异质性的基础是细胞转录状态的差异，转录状态的特异性又是由转录因子主导的基因调控网络决定并维持稳定的。对于植物发育的调控机制研究，从不同细胞类型的转录因子调控网络开始分析，有助于深入理解细胞发育的生物学功能。例如，2020年6月，河南大学的研究人员在Molecular Plant期刊上发表文章中，对来自5日龄拟南芥幼苗子叶中的12,844个单细胞进行了RNA测序，成功构建了拟南芥气孔谱系细胞的基因表达谱。在该研究中，研究人员为了发现参与调节气孔谱系细胞早期发育的潜在转录因子，对不同细胞类型中高表达的转录因子进行了研究，通过构建转录调控网络，揭示了从拟分生组织母细胞（MMCs）到保卫母细胞（GMCs）这一特定气孔发育阶段中转录因子的调控网络，研究结果表明TML1、BPC1、BPC6、SCRM、PIF5和WRKY33可能是调控MMCs、EMs、LMs和GMCs靶基因表达的核心转录因子。 六、非生物胁迫响应机制研究 非生物胁迫属于植物生长发育过程中的重要环境影响因素。通过单细胞转录组测序，探索不同处理条件下植物组织中细胞类型的组成变化，从而解析非生物胁迫反应机制，有利于我们了解单细胞水平上植物细胞和发育生物学的机理。例如，2020年9月，比利时根特大学的研究人员在Science国际顶级期刊上发表的文章中，以6日龄拟南芥幼苗根尖为材料制备原生质体进行单细胞转录组测序，探索低磷酸盐条件下拟南芥根应对该非生物胁迫的响应机制。研究表明，TMO5/LHW靶基因响应显著富集在根毛细胞中。在低磷条件下，TMO5/LHW异源二聚体会诱导维管细胞中可移动细胞分裂素的合成，从而通过改变表皮细胞的长度和细胞命运来增加根毛的密度。其次，缺乏磷酸盐所导致的根毛响应依赖于TMO5和细胞分裂素。该研究揭示了细胞分裂素信号转导将表皮上根毛响应与维管细胞对磷酸盐缺乏的感知联系到了一起。 七、保守性及差异性分析 针对植物同一物种不同亚种间或不同物种间外观形态、生物学性状特征等方面作比较，在种质资源研究中具有重要意义。基于单细胞水平，绘制同一物种不同亚种间的单细胞转录组图谱，通过不同亚种之间的比较，不仅可以揭示不同亚种在发育过程中分化轨迹的差异性和保守性，且有助于深入解析不同亚种在应对外部环境刺激的响应机制。例如，2020年12月，中国农业科学院生物技术研究所的研究人员发表在Molecular Plant上的文章中，以两个重要水稻栽培亚种（Nip和93-11）的3日龄幼苗根尖为材料进行了单细胞转录组测序，分别构建了这两个水稻亚种根尖的转录组图谱，通过拟时序分析发现，水稻根尖表皮的分化是以表皮细胞为起点，沿着假时间主干，一端最终发育为成熟的表皮细胞，一端最终分化为根毛细胞，两个水稻亚种的发育轨迹显示高度一致的拟时间顺序，揭示了不同亚种之间发育轨迹的保守性。功能富集分析发现，两个水稻亚种每种细胞类型的差异表达基因中大多数基因与环境响应有关，而且不同水稻亚种在受到外部环境刺激时响应机制存在差异。 八、重要转录因子功能研究 在植物单细胞测序中，不仅可以基于构建的基因网络鉴定在植物发育分化过程中起着关键作用的核心转录因子，还可以针对已知功能的转录因子进行突变体研究，从而解析该转录因子功能的丧失对植物组织成分以及细胞特性和分化的影响，有助于进一步探究重要转录因子是如何参与植物的组织或器官发育的。例如，在根中，SHORTROOT（SHR）和SCARECROW（SCR）这两个转录调控因子在转录调控复合体中发挥重要作用，而且对干细胞龛的维持和组织模式至关重要。在2020年6月，美国杜克大学的研究人员在bioRxiv发表的文章中，就以这两个转录因子的突变体为材料进行了单细胞转录组测序，绘制了拟南芥shr-2和scr-4突变体细胞图谱，以野生型拟南芥（WT）为对照，探究了SHR或SCR功能的缺失对于组织组成以及细胞的身份和分化的影响，结果发现，相比于WT，shr-2突变体中木质部、韧皮部和中柱鞘细胞的丰度显著减少，在scr-4中也检测到类似的变化，与已报道结果一致。 九、总结与展望 多篇植物单细胞转录组测序文章的发表证实了高通量scRNA-seq 方法在植物研究中的可行性和有效性，预示着植物研究已然进入了单细胞时代。在植物中开展单细胞转录组研究有助于深入理解不同细胞类型在发育过程中的作用以及细胞间的调控网络。但植物单细胞测序的应用方向远不止于此，从单一组织到多组织，单细胞多组学联合分析等亦是趋势。我们相信，在未来，植物单细胞测序遍地开花，时日可待。 参考文献： [1] Zhang T Q, Chen Y, Liu Y, et al. Single-Cell Transcriptome Atlas and Chromatin Accessibility Landscape Reveal Differentiation Trajectories in the Rice Root[J]. Nature Communications, 2021. [2] Denyer T, Ma X, K Lesen S, et al. Spatiotemporal Developmental Trajectories in the Arabidopsis Root Revealed Using High-Throughput Single Cell RNA Sequencing[J]. Developmental Cell, 2019. [3] Liu Z, Zhou Y, Guo J, et al. Global Dynamic Molecular Profiles of Stomatal Lineage Cell Development by Single-Cell RNA Sequencing[J]. Molecular Plant, 2020. [4] Wendrich J R, Yang B J, Vandamme N, et al. Vascular Transcription Factors Guide Plant Epidermal Responses to Limiting Phosphate Conditions[J]. Science, 2020, 370(6518). [5] Liu Q, Liang Z, D Feng, et al. Transcriptional Landscape of Rice Roots at the Single Cell Resolution [J]. Molecular Plant, 2020. [6] Shahan R, Hsu C W, Nolan T M, et al. A Single Cell Arabidopsis Root Atlas Reveals Developmental Trajectories in Wild Type and Cell Identity Mutants. bioRxiv, 2020.
4月16日，百奥智汇创始人、科学顾问张泽民教授在北京大学的课题组与合作者在国际顶级学术期刊《Cell》上发表了题为＂Single-Cell Analyses Inform Mechanisms of Myeloid-Targeted Therapies in Colon Cancer＂的文章，利用单细胞转录组测序技术对结直肠癌患者的肿瘤微环境，特别是浸润髓系细胞类群首次进行了系统性的刻画，同时利用小鼠模型，对anti-CSF1R抑制剂和anti-CD40激动剂两种靶向髓系细胞的免疫治疗策略潜在的作用机理给出了解释。 该研究建立了结合肿瘤患者及小鼠模型的单细胞转录组来研究肿瘤免疫治疗的范例，为人们研究其他疾病中免疫细胞以及开发新的治疗方案提供了思路。对于该研究，上海市免疫学研究所苏冰所长、上海交通大学医学院叶幼琼研究员等相关专家点评道：该工作全面地解析结肠癌的肿瘤微环境细胞图谱，阐明细胞与细胞之间的相互作用，对靶向肿瘤免疫微环境为基础的肿瘤治疗提供了更详细的理论基础，为今后靶定髓系细胞的精准治疗提供助力，具有重要的临床转化意义。 在该研究中，研究者共使用了Smart-seq2、10x 3′ Gene Expression、10x V(D)J + 5′ Gene Expression等 3种单细胞测序技术 ，以及tSNE、UMAP、PCA、RNA velocity、URD、PAGA、STARTRAC、GSVA富集分析、热图、小提琴图、气泡热图、轨迹图、Circos图、火山图、生存分析等 十多种生物信息学分析及展示方法。 值得一提的是， 这些实验技术和分析方法，百奥智汇皆可实现。 下面，百奥我就为大家详细解析，带大家了解这些技术和方法是如何在研究中应用的。 1.10x Genomics和Smart-seq2技术比较 该研究首先评估并比较了10x Genomics和Smart-seq2两种单细胞测序技术的结果。结果显示，与10x scRNA-seq平台相比，Smart-seq2捕获了更多的基因，包括细胞因子，CD分子，配体/受体和转录因子，并且显示出较弱的批次效应 ，从而可以对调节途径进行更深入的分析（图2），而10x平台则获得了更多的分群。因此，作者将两种技术同时使用，从而能够最大化地确定细胞类型或稀有种群的数量，改善细胞聚类的结果，得出更准确的结论。 2.tSNE降维——展示分群、基因表达模式、组织分布等多层信息 该研究使用无监督聚类、PCA、CGA等方法对来自18位CRC患者肿瘤、邻近组织和血液样本的10× 3′ Gene Expression （ 43,817个细胞）和Smart-seq2（10,468）单细胞测序结果进行整合聚类分析，然后用tSNE进行降维展示，分别得到38个和36个群，包括6个内皮细胞群，2个成纤维细胞群，13个髓系细胞群，4个ILC群，18个T细胞群和5个B细胞群等（图3）。对于淋巴细胞，研究通过特异的的免疫球蛋白重链特征基因加以区分（图4）。同时，研究还在tSNE结果中展示了各细胞的组织分布情况（图5）。对于Smart-seq2非免疫细胞的测序结果，该研究利用tSNE将其分为12个亚群，包括4个恶性细胞亚群和8个非恶性细胞亚群（图6）。其中，由推断的拷贝数变异（CNV）定义的恶性细胞表现出高度的基因表达异质性，形成了患者特异性的分群（图7）。 3.热图、气泡热图——展示细胞间基因表达模式的差异 单个tSNE图或组图可展示单个或数个基因在不同细胞群中的表达情况，但在展示多个样本大量基因的全局表达情况时就相对吃力。此时就需要用到热图。而气泡热图则是在热图的基础上加入了基因表达细胞在特定细胞群中占比的信息，从而对细胞群进行更详细的表征。在该研究中，作者用热图展示了10x测序分析得到的38个白细胞群中的差异基因表达差异（图8），以及整合10x和Smart-seq2测序分析得到的48个群的基因表达差异（图9）。研究还分析了13个髓系细胞中的特征基因表达情况（其中9个以气泡热图展示），并据此将它们区分为肥大细胞（hM01），树突状细胞(hM02-04)，单核细胞(hM05-07，hM11)，组织驻留性巨噬细胞（hM08-10）和 肿瘤相关巨噬细胞（TAMs，hM12-13）。 4.扩散图、RNA velocity、URD、PAGA——推断和展示细胞发育轨迹 为进一步探索 TAMs 的来源，该研究利用扩散图中嵌入的RNA velocity对随机选择的单核细胞和巨噬细胞的发育轨迹进行推断和展示，鉴定出了从表达CD14的单核细胞向FCN1+ 单核样细胞和不同的巨噬细胞群体的强烈定向流动（图11），体现二者在发育上的前后顺序。进一步利用URD和PAGA这两种正交算法分析巨噬细胞的转录轨迹，发现巨噬细胞发育成TAMs（图12，图13）。综合上述轨迹推断结果，研究发现TAM主要来自独特的肿瘤浸润性单核样细胞前体。其中， C1QC+ 和 SPP1+ TAM都从浸润肿瘤的单核细胞样前体形成，而 SPP1+ TAM也可能源自 NLRP3+ RTM（图14）。 5.火山图、富集分析、热图、URD图——多角度展示两类TAMs差异 对于两类在发育轨迹上存在显著差异的TAMs，作者进一步使用热图、火山图、富集分析等方法进行了分析，从多角度揭示了它们的差异。由于细胞的发育轨迹受转录调控网络控制，作者先分析了两类TAMs转录因子的表达差异，结果以热图显示。其中，C1QC+ TAMs显示出MAF/MAFB和FOS/JUNS高表达，而PP1+ TAMs则高表达CEBPB和ZEB2。然后，作者又用火山图展示两类TAMs中显著差异表达的基因。该图包含两个维度，其中纵轴P value体现显著性，横轴fold change展示差异性。 结果显示，C1QC+ TAMs显示出补体C1Q、TREM2、MERTK和CD80等基因的高表达， 而SPP1+ TAMs显示出SPP1、MARCO和VEGFA的特异性表达。随后，作者又使用基因集合变异分析（GSVE）分析了两类TAMs在通路上的差异。GSVE是一种以非监督方式对一个群体评估通路活性差异的基因集富集（GSE）分析方法。 该研究的结果显示，SPP1+ TAMs显示出肿瘤血管生成，ECM受体相互作用、肿瘤脉管系统、大肠腺瘤和转移性肝癌等通路的特异性富集，而C1QC+ TAMs则显示出补体激活以及抗原加工和呈递途径的富集（图17）。此外，SPP1 + TAMs还显示了大肠腺瘤和转移性肝癌通路的特异性富集和相关基因的表达（图17和图18），表明在它们CRC中有促癌/促转移作用。 6.相互作用网络图和Circos图——展示细胞间相互作用、受体配体相互作用 更进一步地，作者在CRC中建立了细胞间相互作用网络图。将该研究中的单细胞测序数据集与GTEx、TCGA的组织整体RNA测序数据集进行整合分析，发现TAM和cDC作为预测网络的核心，与其他细胞类型的联系最多（图19，图20）。其中，C1QC+ TAM和两组cDC主要与其他免疫细胞（尤其是T细胞亚群）相互作用（图20），提示其在抗肿瘤T细胞应答中起调节作用。再进一步的细胞群间的受体——配体相互作用分析显示，在与髓系细胞和T细胞有关的配体-受体对中，CXCL10-CXCR3在C1QC + TAM中富集，暗示了C1QC+ TAM具有募集或激活T细胞的潜在作用。而SPP1+ TAMs中富集的SPP1-ITGAV、SDC2-MMP2、FN1-ITGA5等配体-受体对，则暗示了其在可能与某些整合蛋白相互作用，以促进CRC的肿瘤发生。 7.相似性分析、热图——展示跨物种的细胞群相似性 为了将上述对人髓系细胞异质性的研究发现与临床应用相结合，作者接下来将相同的实验和分析方法用于两种对肿瘤免疫治疗的小鼠模型中，其中Renca对CSF1R阻断抗体敏感，而MC38对CD40激动剂抗体敏感（图21）。 作者使用10x Genomics平台对免疫治疗后小鼠的肿瘤中分离出的免疫细胞进行了单细胞转录组测序，并与人髓系细胞群进行了相似性分析，确定了多个跨物种相对应的髓系种群，包括两种cDC群和两种TAM群（图22）。此外，对小鼠TAM群进行与人类TAM群相同的途径分析发现，小鼠TAM群体也基于它们的血管生成，低氧和T细胞相互作用基因特征而分离（图23）。这些数据表明人类CRC患者和小鼠肿瘤模型之间存在功能相似的TAM群体。 8.细胞丰度、生存分析——体现不同细胞类群的抗药性 进一步的耐药性研究显示，抗CSF1R治疗后F4/80高表达的巨噬细胞优先减少（图24），说明不同的巨噬细胞群体对抗CSF1R治疗的敏感性不同。同时，治疗后小鼠细胞群中mC12和mM14簇几乎完全丢失，TAM簇mM11，mM13和mM15的减少最小（图24），说明TAMs对CSF1R阻断的治疗具有抗性。同时，抗CSF1R的TAM亚群优先表达参与血管生成和免疫抑制的基因，如Vegfa，Cd274和Arg1。为了将在小鼠中的发现与人类CRC相关联，作者使用生存分析比较了具有不同水平C1QC+ TAM和SPP1+ TAM基因特征患者的生存率，发现低C1QC+ TAM、高SPP1 +TAM组合与CRC患者的预后更差相关（图26）。 这些发现表明，抗CSF1R治疗可能不足以耗尽所有具有促进肿瘤生长潜力的巨噬细胞，这一特性可能是其单药疗效差的原因。类似的分析应用于抗CD40治疗则发现，抗CD40治疗能够激活cDC1细胞，CCL22等激活的基因特征与CRC患者的总体生存期呈正相关（图27），这可能部分解释了抗CD40激动剂治疗CRC的机制。 9.STARTRAC——分析T细胞的迁移、克隆扩增和发育转变 众所周知，T细胞在肿瘤免疫治疗中发挥重要作用。为进一步探索抗CD40激动剂治疗CRC的机制，作者基于TCRα和β链序列，应用STARTRAC算法分析抗CD40治疗后T细胞的迁移、克隆扩增和发育转变，以了解抗CD40激动剂治疗对肿瘤浸润性T细胞功能的影响。结果显示，抗CD40激动剂治疗后，Ccl5+ Tem CD8+ T细胞具有比其他CD8+ T细胞亚群更高的迁移指数（图28）。进一步剖析Ccl5+ Tem亚群内的TCR克隆型表明，克隆扩增较高的细胞在肿瘤和肿瘤引流淋巴结之间表现出更多的TCR共享，表明这些细胞在抗CD40处理后具有更强的迁移能力（图29）。同时，Ccl5+ Tem和Cxcr6+ Trm CD8+ T细胞之间的过渡指数在基线时显着高于CD8+ T细胞亚群中其他对的过渡指数，表明某些Cxcr6+ 肿瘤中的Trm细胞可能在某一过程中由浸润的Ccl5+ Tem细胞发育转变而来，这一过程在抗CD40治疗后得到了进一步增强（图30）。 这些数据表明，抗CD40治疗对肿瘤浸润性T细胞的扩增，迁移和发育转变具有独特影响，能够加强Ccl5+ Tem的迁移和克隆扩增能力，及其向Cxcr6+ Trm CD8+ T细胞转变的能力。 10.相关性分析——揭示细胞间存在相互作用 在研究中作者发现，Th1类细胞与成熟和未成熟的cDC1细胞均显示正相关，表明这两类细胞之间存在相互作用。在此基础上，结合该研究中发现的Bhlhe40 + Th1类细胞在抗CD40治疗后的占比以及特异性扩增、Bhlhe40 + CD4 + T细胞能够产生更多IFNγ，以及之前研究发现的表达IFNG的BHLHE40 + Th1样细胞富集于MSI CRC患者人群中且显示出对ICB治疗的良好反应等结果，作者认为抗CD40治疗导致增加的Bhlhe40 + Th1样细胞可能为在该模型中CD40激动剂治疗能够成功与抗PD1协同的机制提供了解释。 总的来说，该研究的思路是： 先通过单细胞转录组、免疫组测序等技术，对CRC患者的肿瘤微环境进行细胞分群、基因差异表达、细胞发育轨迹、细胞间相互作用等多水平、多维度的详细表征，发现了肿瘤浸润髓系细胞类群中两类特殊的细胞类群TAM和cDC可能在CRC的抗肿瘤T细胞应答、肿瘤发生等过程起调节作用。然后利用小鼠模型，将上述发现应用于对anti-CSF1R抑制剂和anti-CD40激动剂两种靶向髓系细胞的免疫治疗策略的潜在作用机理的解释中。 参考文献： Lei Z. et al., Single-Cell Analyses Inform Mechanisms of Myeloid-Targeted Therapies in Colon Cancer. Cell . 2020.