前沿成果 | 小鼠狐猴细胞图谱研究取得重大突破

    文章利用单细胞测序技术针对新兴的灵长类模式生物小鼠狐猴开展研究，分析了27个组织器官的22.6万个细胞，通过细胞聚类、整合和注释方法，定义及整理出了750种细胞类型及其完整的基因表达谱，构建了小鼠狐猴细胞图谱。通过对表达谱的全面比较研究，深入探索了灵长类细胞类型的进化，揭示了灵长类特化的细胞类型特异性模式，以及许多在研究中鼠狐猴比小鼠更适合作为人类模型的细胞类型和基因。此外，通过研究小鼠狐猴的基因、生理特征、疾病和基因突变情况，发现了数千个此前未被识别的狐猴基因以及数十万个新的剪接位点，绘制了免疫细胞的发育、迁移和激活图谱，系统地探究了狐猴的免疫系统。文章还对灵长类特有的和狐猴特有的生理特征与疾病进行了描述，包括免疫程序的分子特征、狐猴脂肪细胞以及类似于人类恶性肿瘤的转移性子宫内膜癌，展示了400多种在小鼠中缺失的灵长类基因的表达模式，其中许多基因的表达模式与人类相似，还有一些与人类疾病相关。这项工作为鼠狐猴的分子和遗传学分析奠定了基础，并为未来对灵长类基因、亚型、生理特征和疾病的研究确定了优先方向。

    明静思副教授参与了本研究中的统计算法开发和数据分析等相关工作，针对不同组织个体以及测序平台的异质性数据开发了有效的数据整合方法，构建了全面的小鼠狐猴细胞图谱，并对细胞进行类型注释，为下游分析提供重要的数据基础。同时，针对脂肪细胞、精子发育过程等生物问题进行了深度的分析与研究，揭示了小鼠狐猴脂肪细胞的独特特征，为研究季节性节奏、新陈代谢、脂肪生物学提供模型；重建了小鼠狐猴精子发生的完整基因表达程序，比较研究了人类、猕猴、小鼠狐猴和小鼠四个物种的精子发育过程，揭示了灵长类特有的基因表达模式，为理解灵长类的生殖生物学及进化提供重要线索。