文章信息
文章題目： A human embryonic limb cell atlas resolved in space and time
期刊：Nature
發(fā)表時(shí)間：2023年12月6日
主要內(nèi)容：中山大學(xué)張宏波教授、英國(guó)Sanger 研究所Sarah Teichmann合作在Nature雜志上發(fā)表了文章 A human embryonic limb cell atlas resolved in space and time，該研究基于單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)建立的首個(gè)人類肢體發(fā)育單細(xì)胞圖譜，解析了從肢體發(fā)生早期到形態(tài)完全形成的細(xì)胞演變路徑和細(xì)胞空間位置決定過(guò)程。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06806-x
使用TransGen產(chǎn)品：
PerfectStart? Green qPCR SuperMix (AQ601)
研究背景
發(fā)育過(guò)程中，我們四肢的形成需要經(jīng)歷復(fù)雜的細(xì)胞演變過(guò)程。在胚胎發(fā)育第四周末，四肢僅以簡(jiǎn)單的幾乎均一細(xì)胞團(tuán)形狀凸起出現(xiàn)在身體的兩側(cè)，但到了第八周，這一細(xì)胞團(tuán)則已經(jīng)完全分化，形成具有復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)的四肢，并形成完整的手指和腳趾，這依賴于細(xì)胞之間非常迅速而精確的協(xié)調(diào)。對(duì)這一過(guò)程的任何微小擾動(dòng)都可能產(chǎn)生顯著的下游效應(yīng)。也因此，四肢發(fā)育異常是全球報(bào)告最多的出生綜合癥之一。
因?yàn)橹w發(fā)育涉及細(xì)胞命運(yùn)決定和空間位置形成兩個(gè)經(jīng)典發(fā)育問(wèn)題，長(zhǎng)期以來(lái)其被作為發(fā)育生物學(xué)的重要模型進(jìn)行研究。在對(duì)小鼠、雞等模式動(dòng)物研究中，一系列肢體形成的基本問(wèn)題已經(jīng)得到初步闡釋。然而，人類肢體形成的基本過(guò)程尚未有研究。更重要的是，模式動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的肢體形成機(jī)制與人類有多大的相似性，以及有多大程度可以用于人類再生醫(yī)學(xué)實(shí)踐亦長(zhǎng)期存疑。近年來(lái)發(fā)展的單細(xì)胞技術(shù)使得在人類中直接研究肢體發(fā)育過(guò)程中的細(xì)胞命運(yùn)決定和空間位置形成成為可能。
文章概述
首先研究者運(yùn)用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)，利用肢體發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞演變過(guò)程的連續(xù)性，從多個(gè)時(shí)期不同個(gè)體取樣，繪制了包含所有細(xì)胞類型的人肢體發(fā)育細(xì)胞連續(xù)演變圖景。之后結(jié)合空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)精確定位發(fā)育中肢體中細(xì)胞的確切位置，以及隨著發(fā)育時(shí)間變化細(xì)胞位置的變化規(guī)律。利用該圖譜，研究者能夠追蹤在特定時(shí)間和特定區(qū)域產(chǎn)生的細(xì)胞類型、鑒定到新的細(xì)胞類型，并可以對(duì)相應(yīng)細(xì)胞類型詳細(xì)刻畫其激活的特定基因表達(dá)程序。這些時(shí)序性基因表達(dá)模式通常對(duì)塑造正在生長(zhǎng)的四肢具有重要調(diào)節(jié)作用。
其次，研究人員證明這些基因模式對(duì)手和腳趾的形成有影響，并識(shí)別出關(guān)鍵調(diào)控基因。對(duì)組織進(jìn)行染色進(jìn)一步清楚地揭示了構(gòu)成手指和腳趾的原始細(xì)胞類型如何以不同的方式將自身排列成形成指和趾的雛形，并確定了相應(yīng)細(xì)胞類型的特異表達(dá)基因。當(dāng)這些基因的表達(dá)不遵循既定模式時(shí)，將導(dǎo)致特定的發(fā)育表型，如短指（手指短）和多指（多余的手指或腳趾）發(fā)育異常等。
最后，研究者還重點(diǎn)分析了構(gòu)成肢體的骨骼肌，以及由肢體間充質(zhì)細(xì)胞發(fā)育形成的組織類型的細(xì)胞發(fā)育模式。研究清晰鑒定到人類骨骼肌的兩條形成路徑以及各路徑的特異表達(dá)基因，這些認(rèn)識(shí)對(duì)后續(xù)進(jìn)一步確定骨骼肌形成過(guò)程中的細(xì)胞命運(yùn)歧化關(guān)鍵調(diào)節(jié)基因和機(jī)制具有重要的提示作用。有趣的是，研究發(fā)現(xiàn)調(diào)控上下肢差異決定的PITX1基因在調(diào)控不同肢體的骨骼肌形成卻可能具有統(tǒng)一的機(jī)制。研究團(tuán)隊(duì)還同步獲得了小鼠四肢的發(fā)育的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)四肢發(fā)育的許多方面在人類和小鼠之間具有極高相似性。
綜上，該研究在單細(xì)胞水平和2D空間結(jié)構(gòu)層面解析了人類肢體，這一復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)如何形成的過(guò)程。為進(jìn)一步跨物種深入研究肢體發(fā)育的詳細(xì)調(diào)節(jié)機(jī)制、肢體發(fā)育異常的細(xì)胞生理機(jī)制，乃至更廣泛的發(fā)育和再生過(guò)程中細(xì)胞命運(yùn)調(diào)節(jié)機(jī)制和空間位置建成機(jī)制提供了重要參考。
全式金產(chǎn)品支撐
優(yōu)質(zhì)的試劑是科學(xué)研究的利器。全式金的qPCR產(chǎn)品PerfectStart? Green qPCR SuperMix (AQ601)助力本研究。
本產(chǎn)品為高性能qPCR試劑，采用高特異性PerfectStart? Taq 熱啟動(dòng)酶 (利用3種單克隆抗體與Taq DNA Polymerase高效結(jié)合，有效地封閉了DNA聚合酶活性，阻止了低溫下的非特異性擴(kuò)增)，搭配優(yōu)化的雙陽(yáng)離子緩沖液，靈敏度高，特異性強(qiáng)，適用于多種物種的擴(kuò)增。
產(chǎn)品特點(diǎn)：
● 3種抗體封閉，特異性高，靈敏度高，擴(kuò)增效率強(qiáng)，適用物種范圍廣。
● 雙陽(yáng)離子緩沖液，增強(qiáng)特異性，減少引物二聚體形成，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
● 穩(wěn)定性好，反復(fù)凍融20次，37℃保存5天性能均無(wú)明顯變化。
● 操作方便：兼容各種qPCR儀器，無(wú)需因不同機(jī)型而選擇不同的ROX染料。
● 配有適用于不同機(jī)型的Universal Passive Reference Dye （調(diào)整PCR加樣誤差引起的管間差異），校正孔間信號(hào)誤差。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：
? 擴(kuò)增效率高
以梯度稀釋的質(zhì)粒DNA (10 ng ～ 0.1 pg，10 倍稀釋) 為模板進(jìn)行擴(kuò)增得到的擴(kuò)增曲線和標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果顯示，TransGen 產(chǎn)品擴(kuò)增效率較高，可得到漂亮的擴(kuò)增曲線和標(biāo)準(zhǔn)曲線。
? 擴(kuò)增靈敏度高
以梯度稀釋的1 ng質(zhì)粒DNA為模板，使用TransGen產(chǎn)品進(jìn)行擴(kuò)增。結(jié)果顯示，TransGen產(chǎn)品擴(kuò)增靈敏度高。
產(chǎn)品穩(wěn)定性高
分別使用37℃保存不同天數(shù)及反復(fù)凍融處理后TransGen產(chǎn)品進(jìn)行擴(kuò)增，結(jié)果表明，產(chǎn)品性能未受影響仍可穩(wěn)定擴(kuò)增。
全式金產(chǎn)品再一次登上Nature期刊，證明了大家對(duì)全式金產(chǎn)品品質(zhì)和實(shí)力的認(rèn)可，也完美詮釋了全式金一直以來(lái)秉承的“品質(zhì)高于一切，精品服務(wù)客戶”的理念。全式金始終在助力科研的道路上砥礪前行，希望未來(lái)能與更多的科研工作者并肩奮斗，用更多更好的產(chǎn)品持續(xù)助力科研。
使用PerfectStart? Green qPCR SuperMix (AQ601)產(chǎn)品發(fā)表的部分文章：
? Zhang B, He P, John E.G. Lawrence, et al. A human embryonic limb cell atlas resolved in space and time [J]. Nature, 2023.
? Huang J, Wu C, Kloeber J A, et al. SLFN5-mediated chromatin dynamics sculpt higher-order DNA repair topology[J]. Molecular Cell, 2023.
? Liang Y, Wang J, Xu C, et al. Remodeling Collagen Microenvironment in Liver Using a Biomimetic Nano‐Regulator for Reversal of Liver Fibrosis[J]. Advanced Science, 2023.
? Liang Y, Zhang J, Xu C, et al. Biomimetic Mineralized CRISPR/Cas RNA Nanoparticles for Efficient Tumor-Specific Multiplex Gene Editing[J]. ACS nano, 2023.
? He F, Liu Z, Xu J, et al. Black phosphorus nanosheets suppress oxidative damage of stem cells for improved neurological recovery[J]. Chemical Engineering Journal, 2023.
? He F, Cheng K, Qi J, et al. Black phosphorus nanosheets enhance differentiation of neural progenitor cells for improved treatment in spinal cord injury[J]. Chemical Engineering Journal, 2023.
? Cui B, Guo X, Zhou W, et al. Exercise alleviates neovascular age-related macular degeneration by inhibiting AIM2 inflammasome in myeloid cells[J]. Metabolism, 2023.
? Deng P, Wang Z, Chen J, et al. RAD21 amplification epigenetically suppresses interferon signaling to promote immune evasion in ovarian cancer[J]. The Journal of Clinical Investigation, 2022.
? Li W, Ali T, Zheng C, et al. Anti-depressive-like behaviors of APN KO mice involve Trkb/BDNF signaling related neuroinflammatory changes[J]. Molecular Psychiatry, 2022.
