smFISH剖析成年db/db小鼠（9~17周；高胰岛素血症和高血糖症）胰腺安排，以提醒胰腺泡细胞基因表达的空间异质性，以及腺泡细胞在参加胰岛形状改动进程中的效果。
消化系统由消化道和消化腺组成，本期遴选8篇单细胞时空组学应用在消化系统发育、结构生物学方面的研讨文章，包含肠道发育、肠道结构和胰腺糖尿病病理等方面的研讨，供了解参阅。
① 人妊娠6~25周（估量受精时刻后数周）的胚胎中食道、胃、小肠和大肠，以及2个成人的大肠安排，scRNA-seq获取到5,277个单细胞，界说了40种不同的细胞类型（胚胎发育阶段30种，成人大肠10种），阐明晰4种器官在人类胚胎发育进程中的基因表达图谱及其信号调控机制，不同细胞类型的精准发育途径和基因表达特征，并进一步具体解析了大肠发育、老练的途径和要害生物学特征。
② 胚胎发育前期（6~11周），消化道是以干、祖细胞的快速增殖和坚持未分解状况为首要特征，中期（12~18周）开始建立了消化功用和免疫功用，晚期（19~25周）首要以安排细胞的结构特化和消化吸收功用特化和老练为首要特征。
③ 胚胎发育前期4个消化道器官的根本基因表达特征依然十分类似，之间仅有259个差异表达基因；而到晚期，4个器官之间差异很大，差异表达基因增加到1,193个。
④ 晚期，大肠中的细胞类型以及其基因表达形式与成年人阶段现已很挨近，其间一些特定细胞类型的要害基因的表达也趋于共同，阐明在胚胎晚期大肠的首要细胞类型或许已具有了开始的食物消化和养分吸收功用。
⑤ 发育中起中心调控效果的11个HOX宗族基因，在不同的消化道器官中，或许起着要害的区域化调理效果；Hedgehog信号通路中，IHH配体在大肠和小肠上皮细胞中高表达，且此通路或许间接调控间充质与上皮细胞状况之间的转化；Wnt、FGF、TGF-β和BMP等信号通路协同调控小肠和大肠的发育进程。（逄慧/Lina）
① 对发育中的小鼠胚胎（E11.5、E15.5）和人胚胎（5.5~10孕周）的肠神经系统（enteric nervous system，ENS）祖细胞、整个ENS（包含未老练神经元）、周胃肠道安排进行RNA-seq和免疫安排化学（immunohistochemistry，IHC）剖析，制作了调控ENS细胞转录的多样性，和发育相关信号因子的时空表达形式，发现SOX6表达是胃多巴胺神经元发育所必需的。
② ENS发育中，判定了147个具有不一样时空表达形式的转录和信号因子，且大多数可在人ENS中检测到，标明具有跨物种保存性；一致别出16条未被发现过的、ENS发育相关的信号通路（如FGF和Eph/ephrin通路）；运用IHC办法验证了要害基因和通路的时空表达形式。
③ 依据其在肠内前体细胞（如MEF2C）、肠内神经元（如SOX4）和神经元亚群（如SATB1和SOX6）中的特异性和动态性表达，将转录因子分为4组：I，早发型且富集；II，前期型，首要神经元；III，晚发型，首要神经元；IV，高选择性动态表达型，以利于进一步剖析其功用。
④ IHC、液体胃转运试验（liquid gastric transit test）别离检测基因Sox6敲除小鼠的肠神经元多样性和胃功用，发现ENS中Sox6的缺失削减了胃多巴胺神经元的数量，并延迟了胃排空。（孙佳惠/Lina）
①激光捕获显微切开技能（Laser Capture Microdissection，LCM）别离小鼠（5只）沿空肠隐窝-绒毛轴（jejunum crypt-villus axis）的4个基质区（c：隐窝，vb：绒毛底部，vc：绒毛中心，vt：绒毛顶级），并进行scRNA-seq，供给了一个小肠间质的空间单细胞转录组图谱，并提醒了Lgr5+肠绒毛顶级特络细胞（villus tip telocytes，VTTs）调控沿绒毛轴的上皮细胞基因的表达程序。
② 判定到坐落不同的隐窝绒毛区的4个间充质细胞群：隐窝细胞、肠系膜成纤维细胞、肌成纤维细胞、VTTs。
③ VTTs坐落肠绒毛顶级，是一种新的表达上皮干细胞标志物的肠绒毛顶级特络细胞Lgr5的细胞亚群；不同于隐窝Lgr5干细胞，VTTs表达排泄Bmp2、Bmp4，以及非典型Wnt5a配体，并经过这一些通路调控细胞稳态。
④ 在Lgr5–GFP-DTR转基因小鼠模型中，运用白喉毒素（diphtheria toxin）剥离了Lgr5阳性细胞包含VTTs，导致绒毛顶级肠细胞基因和嘌呤代谢相关基因（Egfr、Cdh1、Klf4、Fos、Nt5e、Ada和Slc28a2）的表达水平下调；而3周后，VTTs细胞从头出现后，相关基因表达得到康复，阐明VTTs调控肠绒毛顶级的上皮细胞基因表达程序。（丁晓燕/Lina）
① 结合荧光检测、荧光原位杂交（FISH）和16S rDNA测序等办法，剖析来自人肠、皮肤、肝和肺的上皮细胞系，和来自人和小鼠的结肠安排细胞，确认了肠上皮细胞中凝血酶的存在，并提醒了凝血酶对黏膜生物膜的调控机制。
③ 无菌小鼠结肠中凝血酶mRNA表达显着下降，标明结肠黏膜凝血酶表达遭到共生菌群存在的调理。
④ 按捺结肠内的凝血酶活性，会引起如隐窝延伸、杯状细胞区域缺失等肠道损害，并改动宿主-微生物群相关基因（如Camp、Muc2、Tff3）的表达；一起，破坏了微生物群生物膜的空间切开状况，然后答应细菌侵略黏膜层并散布在上皮细胞上。
⑤ 凝血酶在粘膜外表发挥维护效果，其经过切开微生物群生物膜衍生蛋白来保持粘膜稳态，然后避免生物膜与安排的触摸，然后约束细菌的侵略。（王靓/Lina）
① 运用双光子显微镜，对体外培育的小鼠胚胎唾液腺进行长达两天的高时空分辨率3D活体拍照，经过追寻细胞在三维空间中的运动轨道，开发了成像（volumetric live-organ imaging）计划，提醒了细胞-细胞粘赞同细胞-基质粘附驱动复层上皮（stratified epithelia）安排芽端形状产生的自安排机制（self-organizing mechanism）。
② 数学模型和试验扰动证明，外周上皮细胞的弱细胞-细胞粘赞同强细胞-基质粘附的结合驱动了表层上皮细胞片的扩张和折叠，然后促进芽端割裂（budding morphogenesis）。
③ scRNA-seq和smFISH（single-molecule RNA fluorescence in situ hybridization）剖析正在进行分枝形状构成的小鼠胚胎唾液腺上皮，取得6,943个细胞，聚类为7个细胞群，发现表层上皮和内层上皮细胞对应不同的细胞群，提醒了复层上皮芽端细胞的不同空间转录特征。
④ 运用一种与唾液腺细胞无关的癌细胞系（DLD-1）重建了分枝形状建成的前期过程，即芽端割裂形状产生，这依赖于β1-整合素（β1-integrin）介导的细胞-基质粘附，确认了钙黏附蛋白（E-cadherin）表达削减的细胞经过细胞-细胞粘附分解到细胞外表，然后与基膜（basement membrane）相互效果促进出芽。（黎万顺/Lina）
② 开发了揣度干细胞群的StemID聚类办法，发现了GCG（alpha细胞）、INS（beta细胞）、SST（delta细胞）、PPY（PP细胞）、PRSS1（腺泡细胞）、KRT19（导管细胞）和COL1A1（间充质）的簇状特异性表达。
③ 判定每个簇首要差异表达基因，发现了新的细胞类型特异性基因，如ALDH1A1在alpha细胞中富集，并与GCG共表达；判定了从前未报导过的3种alpha细胞（CRYBA2、TM4SF4和ALDH1A1）和6种beta细胞（ID1、RBP4、SQSTM1、MT1X、FTL和FTH1）的细胞类型特异性基因。
④ 胃饥饿素受体（ghrelin receptor）GHSR只在delta细胞中表达，且参加糖尿病和葡萄糖代谢。
⑤ 免疫荧光和成像流式细胞术证明，细胞外表符号物CD24和TM4SF4（四酯蛋白宗族成员，胰腺发育有关）的表达可用于高纯度的活alpha和beta细胞的分类。（陈军平/Lina）
② 对8周龄野生型C57BL/6J小鼠胰脏，免疫荧光染色和fliFISH剖析发现胰岛细胞相关关基因Ins2（胰岛素2）、MafA（蛋白A）、Ucn3（尿皮质激素3）和Rgs4（G蛋白信号通路的调理因子4）的转录表达拷贝数差异性较大；其间Ins2表达差异跨过近两个数量级，但仍小于RNA-Seq中观察到的差异，或许因为集合的多个转录本被误算成了单个转录本，反映了FISH的局限性。
③ fliFISH办法证明在胰岛α细胞和β细胞中确实均存在Rgs4转录表达，且表达Ins2的一切β细胞也均表达了较低水平的MafA。
④ 在胰岛空间环境下Ins2、MafA和Ucn3表达查验测验发现，证明外围细胞比较，坐落胰岛中心的细胞往往具有比较来说较高的转录本数量（尤其是Ins2较为显着），这或许反映了沿胰岛径向轴出现不同的β细胞老练状况。（叶晶晶）
① smFISH剖析成年db/db小鼠（9~17周；高胰岛素血症和高血糖症）胰腺安排，以提醒胰腺泡细胞基因表达的空间异质性，以及腺泡细胞在参加胰岛形状改动进程中的效果。
② 胰岛周围的腺泡细胞表现出一种共同的带状基因表达特征，包含胰蛋白酶宗族基因的上谐和mTOR（mammalian target of rapamycin）活性的升高。
③ 带状基因表达程序或许是由胰岛细胞排泄的CCK（编码肠内排泄激素胆囊缩短素）诱导，并然后可以在必定程度上促进胰岛的扩张。（黄可/Lina）
