合作案例
STTT（IF：52.7）：暴发性心肌炎时空发病机制揭秘：首次发现免疫风暴的起点与关键“刹车”靶点
暴发性心肌炎（FM）是一种严重的心肌炎症性疾病，常导致猝死，尤其在年轻人群中高发。本研究采用单核和空间转录组学技术，对CVB3病毒诱导的A/J小鼠暴发性心肌炎进行了全面分析，涵盖治疗前后七个不同时间点。研究结果显示，间皮细胞在心肌炎早期阶段发挥关键作用，作为CVB3感染的主要靶点，触发巨噬细胞活化并启动炎症级联反应。随后，促炎性炎症型巨噬细胞和T细胞浸润心肌，造成组织损伤。我们还发现CD8+效应T细胞是介导心肌细胞损伤的关键因子，这些细胞释放细胞毒性分子，特别是干扰素-γ（IFN-γ），调控Spi1的表达，而Spi1会加剧心肌细胞死亡并推动疾病进展。针对IFN-γ/Spi1信号轴的治疗干预在暴发性心肌炎模型中显示出显著疗效。值得注意的是，静脉注射免疫球蛋白（IVIG）治疗可降低死亡率、抑制病毒增殖，并缓解暴发性心肌炎的高炎症状态。IVIG治疗还能下调IFN-γ和Spi1的表达，凸显其免疫调节和治疗潜力。这项全面的时空转录组学分析为深入理解暴发性心肌炎的发病机制提供了重要见解，并揭示了可干预的治疗靶点，为这一危及生命的疾病的更有效治疗策略铺平了道路。
Cell（IF:42.5）：时空组学构建全球首个小鼠“3D数字胚胎”，破解出生缺陷起源
早期器官发生是胚胎发育的关键阶段，其特征是广泛的细胞命运特化以启动器官形成，但同时也对发育缺陷高度易感。本研究对6个E7.5–E8.0胚胎的285张连续切片进行单细胞分辨率的时空转录组与信号图谱分析。通过开发SEU-3D算法，我们重建了数字胚胎，得以在天然空间背景下解析区域化基因表达。我们建立了空间信息引导的基因-细胞共嵌入方法，系统绘制了内胚层与中胚层衍生物的空间图谱，并阐明了跨胚层与细胞类型的信号调控网络。此外，我们在E7.75胚胎的胚内-胚外前侧界面鉴定出器官原基决定区（PDZ），发现其协同信号通讯对心脏原基形成至关重要。综上，该高分辨率“数字胚胎”为早期器官发生研究提供了重要见解，并为发育与疾病研究搭建了独特的空间研究平台。
Nature（IF：50.5）：裸鼹鼠基因组测序揭示长寿与抗癌的分子密码
裸鼹鼠（*Heterocephalus glaber*）是一种严格地下生活的、寿命极长的真社会性哺乳动物。尽管体型与老鼠相当，但其最大寿命超过30年，是寿命最长的啮齿类动物。裸鼹鼠表现出可忽略不计的衰老、无年龄相关的死亡率增加，以及直至死亡前都保持的高繁殖力。除了衰老延迟外，它们对自发性癌症和实验诱导的肿瘤发生都具有抵抗力。裸鼹鼠对将衰老、癌症与氧化还原稳态相联系的理论提出了挑战。尽管其特征为显著的氧化应激，但裸鼹鼠蛋白质组并未表现出与年龄相关的氧化损伤易感性或泛素化增加。裸鼹鼠自然栖息于大型群体中，由单一繁殖雌性"蚁后"抑制其下属的性成熟。它们还生活在完全黑暗、低氧和高二氧化碳浓度的环境中，无法维持恒温，且对某些类型的疼痛无感。在此，我们报告裸鼹鼠基因组的测序与分析结果，揭示了与抗癌、变温、无毛、低氧不敏感以及视觉功能、昼夜节律和味觉感知改变等特征相符的独特基因组特征和分子适应机制。这些信息为理解裸鼹鼠的 exceptional 长寿及其在黑暗、低氧等恶劣条件下的生存能力提供了新见解。裸鼹鼠的极端性状，连同已报道的基因组和转录组信息，为理解衰老以及推动生物学和生物医学研究的其他领域提供了机遇。
Nature（IF：50.5）：牡蛎基因组深度揭示逆境适应机制与壳形成的复杂性
太平洋牡蛎（长牡蛎，Crassostrea gigas）隶属于软体动物门，这是物种最为丰富、但基因组学研究却极为匮乏的动物类群之一。本研究报道了采用短读长测序结合粘粒文库混合池策略完成的牡蛎基因组测序与组装工作，同时还解析了其发育过程、逆境响应相关的转录组，以及贝壳蛋白质组。 牡蛎基因组具有高度多态性，且富含重复序列，部分转座元件仍在活跃地推动基因组变异。转录组研究显示，牡蛎拥有一套庞大的环境胁迫响应基因体系。热激蛋白 70 与凋亡抑制因子编码基因的显著扩张，很可能是其适应潮间带极端环境、营固着生活方式的核心机制。我们的分析同时表明，软体动物贝壳的形成过程远比现有认知更为复杂，涉及多种细胞及其外泌体的广泛参与。牡蛎基因组序列填补了我们在冠轮动物演化研究领域的空白。
Science(IF:44.7):全球首个蚂蚁全基因组测序揭示社会性进化的分子基础
蚂蚁的有序社会包括寿命较短的工蚁品系，它们表现出特化的行为和形态，以及专注于繁殖的长寿蚁后。我们对两种社会结构迥异的蚂蚁物种——佛罗里达弓背蚁（*Camponotus floridanus*）和印度跳蚁（*Harpegnathos saltator*）——进行了基因组测序和比较分析。尽管存在DNA甲基化，两个基因组均含有高丰度的CpG，而在非膜翅目昆虫中，DNA甲基化通常与CpG缺失相关。通过比较不同品系的基因表达，研究团队在寿命较长的跳蚁生殖个体中发现了端粒酶和去乙酰化酶的显著上调，以及品系特异性表达的microRNA和SMYD组蛋白甲基转移酶，同时还发现了参与神经功能和化学通讯的基因差异调控。我们的发现为理解这两种蚂蚁品系间的分子差异提供了线索，并建立了一个研究衰老和行为表观遗传学的全新实验模型。
Imeta（IF:33.2）：无菌小鼠多器官单细胞时空全景图：系统性揭示肠菌如何控制免疫与代谢
肠道菌群可调控宿主免疫与代谢，其组成与功能异常已被证实与多种非传染性疾病相关。本研究通过空间转录组、单细胞 RNA 测序及靶向胆汁酸代谢组学，在多器官层面对比无菌（GF）与无特定病原体（SPF）小鼠，系统解析了肠道菌群缺失对器官形态、免疫稳态、胆汁酸及脂质代谢的影响。 整合分析显示：B 细胞、髓系细胞、T / 自然杀伤细胞出现显著异常；黏膜分区与营养摄取发生改变；粪便、肝脏及循环系统的胆汁酸谱发生显著偏移 —— 无菌小鼠以胆汁酸替代合成通路为主，且胆汁酸肠肝循环出现明显变化。尤为关键的是，回肠上皮中自噬驱动的脂滴降解，以及肝脏含锌指与 BTB 结构域蛋白（ZBTB20）- 脂蛋白脂酶（LPL）轴（ZBTB20-LPL 轴），是维持无菌小鼠血浆脂质稳态的核心机制。本研究揭示了共生肠道细菌与宿主互作中菌群 - 宿主相互作用的复杂性。
Nat Genet（IF：31.7）：基因组测序揭秘中国土猪如何靠"混血"征服南北极端气候
家猪在适应当地环境条件（如寒冷和炎热气候）的过程中演化出了遗传适应性。我们对来自中国15个地理差异显著地区的69头猪进行了基因组测序，检测到4100万个变异，其中2100万个在dbSNP数据库中不存在。在全基因组扫描中，我们鉴定出一组可能在中国高纬度和低纬度环境区域适应中发挥作用的基因位点。有趣的是，我们在X染色体上发现了一个异常巨大（14 Mb）的低重组率区域，该区域在高纬度和低纬度群体中似乎存在两种不同的单倍型，可能分别构成了它们对寒冷和炎热环境的适应基础。令人惊讶的是，高纬度地区的适应性选择可能作用于从一种已灭绝的Sus属物种渗入的DNA。我们的发现为猪的演化历史以及基因渗入在适应中的作用提供了新见解。
Nat Commun（IF:15.7）：人类乳腺癌空间精细图谱：找到控制免疫细胞进入肿瘤的“小血管关卡”
乳腺癌存在由异质性细胞互作构成的复杂微环境，但其完整空间图谱尚未建立。本研究采用基于 DNA 纳米球的全基因组原位测序技术（Stereo‑seq），对 30 例不同分子亚型的原发性乳腺癌及转移性淋巴结样本进行空间结构可视化解析。这一前所未有的高分辨率图谱揭示了肿瘤脉管系统的精细结构，凸显了内皮细胞与血管周细胞在表型、空间分布及细胞间通讯层面的异质性。尤为重要的是，微静脉平滑肌细胞被确认为微环境中CCL21/CCL19的主要来源；其与ACKR1 阳性内皮细胞协同作用，构建出富含趋化因子的微静脉微环境，共同促进淋巴细胞外渗进入肿瘤组织。微静脉密度升高可预测肿瘤免疫浸润增强及临床预后改善。本研究绘制了人类乳腺癌的详细空间景观，为解析微静脉调控肿瘤免疫浸润的机制提供了关键见解。
Nat Ecol Evol（IF:14.5）：独特双三倍体银鲫：从基因组看懂它的生存 “超能力”
三倍体生物在自然界中极为罕见，这主要归因于其在减数分裂和配子形成过程中面临的困难，尤其是在脊椎动物中。鲤科鱼类中的鲫属复合群包含有性生殖的四倍体鲫鱼/金鱼（Carassius auratus）以及单性生殖的六倍体银鲫/普氏鲫（Carassius gibelio）品系，为研究脊椎动物中单性多倍体的进化与维持机制提供了宝贵模型。本研究对这两个物种的基因组进行了测序，并将它们的单倍型组装至染色体水平，这些单倍型包含两个亚基因组（A 和 B）。通过测序覆盖度分析发现，C. gibelio 是一种双三倍体（AAABBB），具有两套三倍体染色体组，每一套均来源于不同的祖先。对不同品系 C. gibelio 的重测序数据显示，其单性生殖已持续维持超过 82 万年。比较基因组学分析显示，与减数分裂细胞周期相关的基因发生了大量扩增和变异，并存在卵母细胞特异性的组蛋白变体。细胞学实验表明，C. gibelio 通过一种特殊的非减数分裂途径产生未减数卵母细胞；然而，在 C. gibelio 中也存在零星的同源重组和较高频率的基因转换。这些基因组层面的变化可能有助于清除有害突变并维持这种单性双三倍体鱼类的基因组稳定性。总体而言，本研究结果为了解单性多倍体脊椎动物生殖成功的进化机制提供了新的见解。
Genome Biology（IF：10.5）：肠道菌群的地域密码——中国人群微生物组的独特性及其形成机制
背景：人类肠道微生物群在不同人群中表现出显著多样性，受地理、饮食和生活方式等因素影响，尤其在汉族与非汉族人群之间存在明显差异。以往研究主要关注肠道微生物组的分类学丰度，而单核苷酸多态性（SNPs）在驱动人群特异性差异方面的作用在很大程度上尚未被充分探索。 结果：本研究利用人类肠道微生物组参考基因组目录（HGMRGC），系统性地研究了汉族与非汉族人群之间的肠道微生物差异。我们发现地理因素是微生物丰度和SNPs变异的主要驱动因素。我们从柯林斯菌属（Collinsella）中鉴定出689个具有人群特异性的基因组簇，其在碳水化合物利用功能上存在差异；同时还发现108个物种在维生素生物合成、抗生素抗性和碳水化合物代谢方面表现出不同的流行特征。Beta多样性分析显示，微生物丰度和SNPs在人群间均存在显著差异；而Alpha多样性分析则揭示，非汉族人群在微生物丰度上表现出更高的多样性，汉族人群则在SNPs上显示出更大的多样性。 结论：本研究全面分析了汉族与非汉族人群之间的肠道微生物差异，凸显了人群特异性特征对微生物多样性和功能的深刻影响。我们还提供了一个全面的人类肠道微生物参考基因组目录，特别关注汉族人群，为未来肠道微生物基因组变异研究奠定了基础。