单细胞技术在干细胞研究中的应用

干细胞是具有自我更新和分化潜能的异质性细胞群体。基于细胞群体水平的干细胞研究不能满足深入认识干细胞生物学本质及实际应用的需要。近年来,单细胞相关技术不断发展和成熟,并正在干细胞基础研究及其相关领域中获得迅速应用。该文以造血干细胞为主要例举,就实验研究中常用的单细胞分离、单细胞克隆分析、单细胞移植、单细胞实时定量PCR及单细胞测序等技术原理及其应用进行综述。     

单细胞技术与干细胞疗法在心脏疾病研究中的应用

细胞是生命的基本单位,而异质性则是细胞的固有属性之一.单细胞测序技术的出现,为细胞间异质性的探索、新的细胞群的发现、发育轨迹重建的研究提供了便利.目前,单细胞测序技术已在包括心肌梗死、心肌肥大、心力衰竭在内的研究中有了一定的成果.该文综述了单细胞测序的流程,包括样品制备、文库构建和测序分析,回顾了其在心脏疾病中的应用,...     

单细胞测序和基因编辑技术在造血干细胞研究中的应用

造血干细胞对血液系统稳态维持发挥着至关重要的作用,它通过自我更新以维持自身不被耗竭,同时通过定向分化,补充各类功能血液细胞。当造血干细胞自我更新和定向分化出现问题,就会产生一系列造血系统疾病,例如髓系白血病、淋系白血病和骨髓增生性疾病等。关于造血干细胞的衰老和疾病变迁的调控机制一直是研究的热点。作为异质性细胞群,造血干细胞命运受到细胞内调控因子、细胞外生长因子、细胞外基质蛋白等多种因素调控,这是一个高度复杂且精确的调控过程。单细胞测序技术的发展,可以在单细胞水平从基因组、转录组、表观遗传组和蛋白质组等方面了解造血干细胞的命运调控网络。利用基因编辑技术可以建立多种基因修饰动物模型,不仅可以用于基因功能研究,也可以用于评价造血干细胞的安全性。此外,基因修饰动物模型结合单细胞测序技术,还能对造血干细胞实现命运示踪和调控分析。单细胞测序和基因编辑等新技术的应用,极大地推动了造血干细胞相关研究的进展。本文将从这些新技术在造血干细胞研究领域中的应用和存在的问题进行阐述,方便大家了解这些技术的优缺点,以便在以后的应用中提供帮助。     

抗体库技术在抗体药物研发中的应用

单克隆抗体历经近40年曲折迂回的发展过程,完成了从实验室的研究工具到临床上不可或缺的治疗药物的角色转变,逐渐成为生物制药的明星产品。     

单细胞测序技术在干细胞领域的研究进展

细胞异质性是生物体内普遍存在的一种特性,这种特性容易受外界因素的影响,甚至是单一类型的细胞在生长环境发生改变时,其基因表达也可能出现变化并产生差异。干细胞是一类具有无限自我更新和分化潜能的特殊类型的细胞,在胚胎组织发育和成体组织的动态平衡中发挥了重要作用。单细胞测序为分析包括干细胞在内的细胞异质性提供了强有力的工具,这种技术可通过更加准确的方式剖析细胞异质性。该文综述了近年来发展起来的单细胞测序技术,包括单细胞分离、基因组扩增和测序分析,并讨论了它们在干细胞(包括多能干细胞、肿瘤干细胞和组织特异性干细胞)研究中的应用。     

干细胞疾病模型在肝脏代谢疾病研究和药物研发中的应用

新药研发的失败率之高众所周知,其中一个原因是依靠动物实验获得的临床前数据无法真实反映人类生理情况,不可避免地在药物进入临床试验后产生偏差,最终可能导致研发失利。基于人诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)或成体干细胞建立的疾病模型一方面提供了大量的细胞原材料;另一方面,由于iPSCs或成体干细胞可来源于患者,因而可准确模拟疾病的遗传背景。因此,干细胞疾病模型为药物临床前试验提供了更贴近人体生理和病理情况的体外细胞模型。更进一步地,通过建立群体iPSCs细胞库,可在体外细胞培养皿内进行人类遗传学研究,采用全基因组关联研究(genome-wide association study, GWAS)及定量性状基因座(quantitative trait locus, QTL)等方法筛选人群中与疾病、药物敏感性差异、细胞毒性差异相关的易感位点,为特定药物的毒性、易感性人群间差异等提供遗传学基础,进而为后续临床试验中合适的试验人群的招募提供理论依据。因而,干细胞疾病模型可潜在辅助新药研发,提高新药临床前试验的准确率,降低新药研发的周期和成本。本文以肝脏代谢疾病为对象,对干细胞来源的肝脏细胞疾病模型在代谢功能方面的生理机制研究、药物筛选和评估等领域进行综述。     

单细胞转录组测序在药物成瘾研究中的应用

药物成瘾是复杂的中枢神经系统疾病，相关基础与临床研究均证实药物成瘾的神经机制及神经环路在成瘾行为形成的不同阶段逐渐发生改变。利用全基因组关联研究、全基因组测序、全外显子测序或高通量转录组测序等技术的组学研究对包括药物成瘾在内的精神疾病遗传的脆弱性进行了深入研究。上述单核苷酸多态性检测技术或测序技术主要预测疾病的遗传风险位点。然而，许多中枢神经系统疾病的发生与环境因素密切相关，而且在疾病发展的不同阶段，相关基因的表达存在脑区特异性的细胞异质性信息。因此，传统研究对发病机制的解释存在一定的局限性。单细胞转录组测序技术是针对单个细胞进行转录水平的测定，规避了传统测序对细胞群体平均转录水平检测的缺点，可以定量描述细胞异质性。近年来，单细胞转录测序技术在神经精神科学研究中的应用逐渐受到关注，本文总结了该技术在神经科学研究中的重要应用，并以药物成瘾为例，重点阐述说明其在中枢神经系统疾病中的应用价值。     

单细胞测序技术在肝癌研究中的应用

传统的细胞遗传信息研究方法是对大量混合细胞进行高通量测序,得到一群细胞基因表达的平均值,忽视了细胞间存在的异质性。肝癌作为一种人类常见的恶性致命肿瘤,其内部肿瘤细胞存在高度异质性,群体水平分析无法精确揭示其恶性细胞克隆结构和免疫微环境的细胞种类、状态和亚群分布,因此迫切需要进行单细胞水平的分析,这将有助于深入了解肝癌发病机制,进行精准肝癌分型指导临床治疗。同时发现,新型治疗靶点及有效生物标记物,为肝癌患者今后进行精准诊疗提供参考。本文综述了单细胞基因组和转录物组测序技术在肝癌免疫微环境、肝癌细胞异质性、肝癌细胞演化与诊疗和肝癌转移机制及生物标志物研究中的应用。本文还总结了在肝癌研究中,单细胞多组学测序技术在发现新肿瘤亚群、精确识别肿瘤细胞间的异质性和了解肿瘤微环境构成等方面的优势。     

药物代谢动力学在药物研发中的意义及应用

药物代谢动力学是一门研究药物在机体内动态规律的一门学科,其研究方式以方法阐述及数学原理为主,对药物在生物体内的过程进行定量研究。本研究对药物代谢动力学在临床毒理学、药理学、中药现代化及新药研发中的应用进行了分析研究。     

转基因小鼠在抗体药物研发中的应用

自1890年德国学者Behring及日本学者北里发现白喉抗毒素以来,经过120年的发展,抗体药物依靠其安全性、特异性以及强大的功能性已经成为全球药物开发的焦点。抗体药物的发展从免疫原性角度讲,经历了异源性抗体→人源化抗体（包括嵌合抗体）→全人抗体3个阶段。理论上讲,全人抗体是理想的人用药物分子。早在杂交瘤技术诞生初期,     

纳米材料在组织修复及再生中的应用

从二十世纪八十年代开始,中国人开始有意识的接触纳米材料。目前,纳米材料已经在组织修复、肿瘤治疗等应用中取得突破性进展。本文主要综述了近年来纳米材料在骨骼、肿瘤、心脏等组织修复方面的具体应用。目前,组织工程领域广泛使用三维纳米支架材料模拟干细胞体内微环境的物理、化学特性,为组织修复、干细胞治疗效果提供保障。三维纳米材料可以调控造血干细胞、胚胎干细胞、间充质干细胞、神经干细胞等多种干细胞的体外增殖,在体外诱导干细胞向骨、软骨、神经或者肌肉等方向分化     

单细胞测序技术及其在乳腺癌研究中的应用

乳腺癌是起源于乳腺各级导管和乳腺上皮细胞,由增生到不典型增生而逐步发展成原位癌、早期浸润癌至浸润性癌的一种恶性肿瘤。传统高通量测序技术对乳腺癌的研究主要是鉴定与乳腺癌发生发展相关的"驱动基因",但是对于乳腺癌基因组结构变化以及亚克隆的鉴定等存在一定的局限性,并且忽略了乳腺癌肿瘤细胞之间的异质性。近年来兴起的单细胞测序技术是以单个细胞为研究对象,对基因拷贝和基因表达等数据进行分析,探究乳腺癌的细胞组成、细胞状态和细胞命运,绘制乳腺癌生态系统图谱,对临床患者进行精准分层,为实现个体化治疗提供支持。同时,还可以揭示乳腺癌与T细胞、巨噬细胞等免疫细胞间的相关性,为发现乳腺癌新的治疗靶点、免疫检查点等提供参考。本文对单细胞测序技术及其在乳腺癌研究中的应用和研究进展进行了综述,以期为单细胞测序技术的进一步发展提供参考,同时为理解乳腺癌的发病机制和免疫治疗提供基础支持。     

单细胞RNA测序技术在病毒研究中的应用

单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing, scRNA-seq)技术已经成为不同领域中研究细胞异质性的有效工具。在病毒研究领域中,利用该技术分析病毒和细胞的转录组,可以在单细胞水平上检测病毒感染的动态变化,了解病毒与细胞间复杂的相互作用。本文简述了scRNA-seq技术,着重介绍病毒感染宿主细胞后scRNA-seq研究的最新进展,同时也描述了细胞周期、基因表达、细胞状态等细胞异质性对病毒感染过程的影响,以及病毒变异对其本身感染过程的影响。此外,本文还分析了scRNA-seq在研究病毒–宿主互作动态变化方面具有的独特优势,及其在病毒研究领域中广阔的应用前景,为揭示病毒的感染与致病机制、抗病毒靶标的开发等提供参考。     

单细胞技术进展及其在植物研究中的应用

多细胞生物体的生存依赖于不同类型细胞特异性的功能分工,不同类型的细胞尽管基因组相同,但有其独特的发育过程和应对环境变化的能力。生物学的一大挑战就是揭示基因如何在正确的位置、正确的时间表达到正确的水平,最近出现了很多通过细胞类型特异性方法研究单细胞组学的工具,这些新技术使我们能通过空前分辨率,理解多细胞生物体内不同类型的单个细胞基因表达特点及其适应环境变化的机制。单细胞样品的获取一直是单细胞研究的一大技术瓶颈,因此本文将以如何获得起始材料为重点,探讨单细胞研究的样品标记、单细胞分离及获取、组学数据分析和结果验证等技术方法及其在植物研究中的应用。     

单细胞分选技术在微生物分离与培养中的应用与展望

自然界相当多的微生物是未培养的,对这些"微生物界暗物质"进行研究,对于研究微生物的进化过程,充分利用微生物资源具有重要意义。对未培养微生物的分离与培养已成为当前国际研究热点,本文对显微操作、荧光活化分选、微流控分选、光镊技术、激光诱导向前转移等可用于微生物分离与培养的技术原理、发展历程进行简单介绍,对比分析了每种分选技术的优点与不足,重点阐述了激光诱导向前转移技术应用于微生物分离的技术优势,并进一步对未来应用于未培养微生物的研究进行了初步展望。     

细胞组学及其在药物研发中的应用

细胞组学(cytomics)是一门基于细胞分析技术的科学,它是在细胞水平对生物体系的研究,具有真实、简单和系统性的特点,在生物医学研究中有很好的应用前景。现对细胞组学的概念、特点和内容进行介绍,并结合药物研发的现状和过程,综述了细胞组学在药物研发各阶段的应用,最后对其前景进行了展望。     

环形RNA翻译及其在药物研发中的应用

以新冠mRNA疫苗为代表的mRNA药物在新冠疫情中发挥重要的作用.而在后疫情时代, mRNA技术的应用范围不断被扩展.环形RNA比线性mRNA有更高的稳定性,有望提供比mRNA更大的治疗窗口,因此作为新一代的mRNA药物平台有广泛应用前景.同时环形RNA的设计与生产、载体选择与制备以及递送选择等方面,也有很多技术特色和挑战.本文对于环形RNA的体内外合成、翻译调控以及递送和应用各方面进行简要的总结和讨论.期望对关心环形RNA技术应用的读者有所参考和启发.未来研究中,环形RNA技术将向着提高表达和递送效率,以及降低其天然免疫原性的方向来进行优化.     

单细胞测序技术及其在传染病研究领域中的应用

单细胞测序技术是在单个细胞水平上对基因组或者转录组进行测序,从而分析相同表型细胞的遗传异质性,或获得难以培养微生物的遗传信息。单细胞测序技术的应用已经深刻地改变了我们对一系列生物学现象的理解,包括基因转录、胚胎发育、癌变。对单细胞测序技术的方法和应用进行了概述,并对其在传染病研究中的应用进行了详细介绍。     

单细胞基因表达分析技术在神经科学研究中的应用

单细胞的分子生物学是神经科学中较新的领域,研究对象包括单细胞DNA、RNA、蛋白质和线粒体DNA。单细胞基因表达分析技术具有传统技术难以相比的优势,正成为神经科学研究的重要工具。本文将介绍单细胞基因表达分析技术的操作流程、技术和方法的特点,概述其在神经科学研究中的应用,并展望其应用前景。     

单细胞基因组测序技术新进展及其在生物医学中的应用

随着单细胞基因组测序技术的建立与发展,对细胞基因组特征的分析进入了单细胞水平。单细胞的基因组分辨率不但使研究人员能够在单细胞尺度上分析肿瘤细胞的异质性,也使得传统上难以检测的稀有细胞的基因组研究成为可能。这些稀有细胞往往具有重要的生物学意义或临床价值,如癌症患者血液中循环肿瘤细胞(circulatingtumorcell,CTC)的基因组检测或三代试管婴儿植入前胚胎细胞的遗传缺陷诊断与筛查(preimplantation genetic diagnosis/screening, PGD/PGS)。本文总结了近年来发展的各种单细胞基因组扩增技术及其优缺点,并介绍了单细胞基因组测序技术在肿瘤生物学和临床检测中的应用,以期为单细胞基因组测序技术在临床检测中应用开发提供参考。