深圳子科生物報(bào)道：體細(xì)胞重編程是研究細(xì)胞命運(yùn)轉(zhuǎn)變的重要模型，然而受到重編程效率以及細(xì)胞異質(zhì)性強(qiáng)等問(wèn)題的干擾，的重編程細(xì)胞命運(yùn)變化路徑及調(diào)控機(jī)制尚鮮有報(bào)道。

中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院陳捷凱研究組和裴端卿研究組合作發(fā)表了題為“Resolving Cell Fate Decisions during Somatic Cell Reprogramming by Single-Cell RNA-seq”的文章，結(jié)合體細(xì)胞重編程和單細(xì)胞RNA-seq技術(shù)，揭示了小鼠體細(xì)胞重編程過(guò)程中細(xì)胞命運(yùn)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。

這一研究成果公布在Molecular Cell雜志上。

如何解讀單細(xì)胞測(cè)序數(shù)據(jù)，并從中獲得真實(shí)有效的信息是本項(xiàng)研究的難點(diǎn)之一。研究人員針對(duì)性地開(kāi)發(fā)了Single-cell Orientation Tracing (SOT)新算法，通過(guò)深入分析OCT4/SOX2/KLF4（OSK）重編程單細(xì)胞測(cè)序數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)并通過(guò)功能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了由重編程之一的轉(zhuǎn)錄因子KLF4產(chǎn)生的非重編程分支，以及由細(xì)胞因子IFN- γ 帶來(lái)的多能性建立障礙。對(duì)比OSK重編程系統(tǒng)，研究人員還對(duì)化合物誘導(dǎo)體細(xì)胞重編程體系進(jìn)行單細(xì)胞測(cè)序分析，發(fā)現(xiàn)利用SOT算法同樣能夠?qū)⒒旌显谝黄鸬牟煌瑫r(shí)間點(diǎn)的細(xì)胞樣品，清晰的繪制出重編程路線以及非重編程分支。

這些研究表明，盡管體細(xì)胞在不同的重編程方法下，經(jīng)歷的分子路徑以及產(chǎn)生的非重編程分支不同，但都遵循細(xì)胞命運(yùn)變化過(guò)程中的分支現(xiàn)象。基于此，研究人員提出了廣泛適用于細(xì)胞命運(yùn)決定的分支模型（bifurcation model），并且提供了利用單細(xì)胞測(cè)序分析復(fù)雜命運(yùn)變化的研究中“發(fā)現(xiàn)分支——預(yù)測(cè)原因——功能驗(yàn)證”的研究范式。

隨著單細(xì)胞技術(shù)日新月異的發(fā)展和應(yīng)用，準(zhǔn)確有效地解讀數(shù)據(jù)提供的信息尤為重要。這項(xiàng)研究提供了利用單細(xì)胞測(cè)序數(shù)據(jù)研究細(xì)胞命運(yùn)動(dòng)態(tài)變化的新方法，通過(guò)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞命運(yùn)分支的產(chǎn)生，找到影響分支產(chǎn)生的原因，更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)生理或病理?xiàng)l件下細(xì)胞命運(yùn)變化理解，實(shí)現(xiàn)控制細(xì)胞命運(yùn)變化的目標(biāo)。

原文標(biāo)題：

Resolving Cell Fate Decisions during Somatic Cell Reprogramming by Single-Cell RNA-seq