时空日报| Nat Genet:肿瘤中的单细胞mtDNA动力学是由核和线粒体基因组的共同调节驱动

大家好,欢迎观看《时空日报》第215期。本期介绍的时空/细胞组学相关研究文章共计2篇。以下是应用时空云平台STOmics Cloud的StereoCopilot模块生成的文章概要,并辅以人工审核,供了解参考。

1、肿瘤中的单细胞 mtDNA 动力学是由核和线粒体基因组的共同调节驱动的

Single-cell mtDNA dynamics in tumors is driven by coregulation of nuclear and mitochondrial genomes

Nature Genetics; IF: 30.800; DOI: 10.1038/s41588-024-01724-8

内容概要:

① 目前对于肿瘤线粒体DNA(mtDNA)拷贝数和基因型的细胞间变异程度,以及这些变异如何影响表型和进化过程,仍缺乏清晰的了解。

② 通过使用无扩增单细胞全基因组测序技术(Direct Library Prep, DLP),深入探讨了mtDNA拷贝数和基因型的细胞间变异程度,以及这些变异对表型和进化的潜在影响。研究覆盖了来自永生化细胞系、患者来源的异种移植物和原发性人类肿瘤的72,275个单细胞,并揭示了mtDNA拷贝数的显著变异及其与细胞大小的关联。此外,研究还发现了nuDNA中全基因组倍增事件与计量学平衡的mtDNA拷贝数适应之间的联系,这表明mtDNA与nuDNA的比率可能是影响下游表型的关键因素。通过多模式分析和单细胞RNA测序,本研究进一步鉴定了mtDNA的体细胞功能丧失和种系非编码变异,这些变异与mtDNA拷贝数和线粒体转录的异质依赖性变化相关,暗示了肿瘤对核/线粒体平衡破坏的适应性反应。

③ 这些发现为理解肿瘤发生和发展的分子机制提供了新的视角,并为未来的研究提供了有价值的参考。

疾病研究:肿瘤线粒体DNA,拷贝数,基因型,细胞间变异,原发性人类肿瘤,scRNA-seq;Kim M, Gorelick AN, Vàzquez-García I, et al.;Tri-Institutional PhD Program in Computational Biology & Medicine, Weill Cornell Medicine, New York City, NY, USA.

2、类器官中丝裂原和代谢敏感性的绘图定义了人类肝细胞生长的要求

Mapping of mitogen and metabolic sensitivity in organoids defines requirements for human hepatocyte growth

Nature Communications;  IF: 16.600; DOI: 10.1038/s41467-024-48550-4

内容概要:

① 人类肝细胞在发育和再生过程中生长的机制尚不完全清楚。

② 通过时间转录组和表型分析,揭示了FH在类器官生长初期启动的增殖增加和脂质代谢抑制的转录程序,并据此设计了促进FH类器官成熟的条件。相比之下,PHH在相同培养条件下最初模仿了FH的转录组特征,但随后出现了不平衡的增殖-脂质代谢动态,导致脂肪变性和类器官生长停滞。研究发现,补充IL6和激活代谢调节剂FXR能有效防止PHH的脂肪变性并促进其增殖,从而改善类器官的扩增效果。

③ 单细胞RNA测序分析进一步证实,在类器官培养过程中,胎儿和成人肝细胞的身份得以保留。

④ 这项研究揭示了肝细胞从发育到成年阶段在增殖需求和代谢方面的变化,为理解肝细胞生长机制及优化肝细胞类器官培养提供了重要见解。

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