聊聊Sci

这项研究介绍了一个名为 OpenCell 的综合性项目，旨在绘制人类细胞组织图谱。研究团队利用 CRISPR 基因编辑技术，构建了一个包含1310个荧光标记细胞系的文库，用于追踪特定蛋白质。通过结合活细胞成像和免疫沉淀-质谱分析 (IP-MS)，他们生成了一个大规模数据集，详细描绘了这些蛋白质在细胞内的定位和相互作用。该研究强调了蛋白质空间分布与功能的高度相关性，并揭示了RNA 结合蛋白独特的组织特征。最终，OpenCell 提供了一个交互式在线资源，以促进对人类蛋白质组架构的进一步探索。References: Cho N H, Cheveralls K C, Brunner A D, et al. OpenCell: Endogenous tagging for the cartography of human cellular organization[J]. Science, 2022, 375(6585): eabi6983.

这项研究介绍了一个名为 DOLPHIN 的深度学习框架，该框架旨在通过整合 外显子水平和剪接点读取数据 来提升单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析的精度。传统的基因计数方法往往忽略这些详细信息，从而限制了对细胞异质性和替代剪接模式的理解。DOLPHIN 将基因表示为图形结构，并利用 变分图自编码器 生成更精确的细胞嵌入，从而在 细胞聚类、生物标志物发现和替代剪接检测 等方面表现出卓越的性能。该方法能够识别基因水平分析中常被掩盖的 细微转录组差异，并已在多种scRNA-seq数据集上进行了验证，展示了其在揭示疾病机制和治疗靶点方面的新潜力。References: Song K, Zheng Y, Zhao B, et al. DOLPHIN advances single-cell transcriptomics beyond gene level by leveraging exon and junction reads[J]. Nature Communications, 2025, 16(1): 6202.

这篇文章旨在为年轻科学家提供研究生或博士后导师选择的指导。作者强调优秀指导对职业成功、创新和大学健康的重要性。文章讨论了如何识别具备卓越科学能力和指导能力的导师，并提出了一系列考察标准，例如出版记录、H指数、资助情况以及与现有和前任学生交流。此外，作者还倡导开发“M指数”来衡量指导质量，并呼吁大学和资助机构重视并奖励优秀的导师。最终，作者认为卓越的指导对于培养下一代成功的科学家至关重要。References: Barres B A. How to pick a graduate advisor[J]. Neuron, 2013, 80(2): 275-279.

这篇文章主要讨论了如何撰写高质量的科学论文，强调了在确保清晰度和准确性的同时，融入引人入胜的叙述方式。作者们提供了关于结构组织、语言选择和信息呈现的实用建议，以帮助科学作者创作出易于理解、引人注目并能有效传播科学发现的论文。核心观点包括明确中心信息、使用简洁明了的语言、避免冗余和模糊表达，并鼓励作者在符合科学严谨性的前提下，适度展现个人风格。最终目标是让科学研究被更广泛的读者群所阅读和理解，从而提升其影响力和价值。

这篇研究整合了三维成像与核分割技术，以高分辨率绘制组织微环境图谱。作者们使用人类胰腺组织作为模型，开发了一种新颖的工作流程，通过对连续切片进行三维重建和核形态分析，克服了传统二维组织学分析的局限性。这项技术能够识别细胞类型、量化核特征，并揭示细胞在三维空间中的复杂相互作用，例如白细胞在胰腺导管和血管附近的分布模式。研究结果强调了三维分析对于全面理解疾病进展中组织结构和细胞异质性的重要性，并为未来的数字病理学研究提供了强大的框架。References: Forjaz A, Kramer D, Shen Y, et al. Integration of nuclear morphology and 3D imaging to profile cellular neighborhoods[J]. biorxiv, 2025: 2025.03. 31.646356.

这篇研究深入探讨了胰腺癌（PDAC）发展的早期阶段，特别关注了p53基因失活和KRAS信号通路在胰腺上皮细胞中的作用。文章识别了一种独特的祖细胞样状态，该状态在癌症发生前就同时激活了促肿瘤和抑癌程序，并与胰腺微环境的重塑紧密相关。通过小鼠模型和人类组织的单细胞转录组学和空间分析，研究人员揭示了p53失活如何促进这些祖细胞样细胞的积累，以及KRAS抑制剂如何瓦解这些促癌生态位，为早期干预策略提供了新的见解。References: Reyes J, Del Priore I, Chaikovsky A C, et al. Oncogenic and tumor-suppressive forces converge on a progenitor-orchestrated niche to shape early tumorigenesis[J]. bioRxiv, 2025: 2025.06. 10.656791.

这篇文章介绍了一种名为 CellFM 的新型大规模基础模型，其专门用于分析单细胞转录组数据。作者们通过汇编 1亿个人体细胞 的多样化数据集来训练 CellFM，并采用了一种改进的 RetNet架构 来确保高效的训练和性能。该模型包含 8亿个参数，在细胞注释、基因功能预测和基因相互作用分析等多个单细胞任务中，都展现出优于现有模型的卓越性能。该研究强调了像 CellFM 这样的综合模型在应对单细胞数据分析固有挑战方面的潜力，并预示着其在生物学和医学研究中的广泛应用前景。References: Zeng Y, Xie J, Shangguan N, et al. CellFM: a large-scale foundation model pre-trained on transcriptomics of 100 million human cells[J]. Nature Communications, 2025, 16(1): 4679.

这篇文章主要介绍亚洲免疫多样性图谱（AIDA），这是一项对来自五个亚洲国家的健康捐献者的循环免疫细胞进行的多国单细胞参考研究。研究强调了自我报告的种族、遗传祖先、性别和年龄等因素如何显著影响免疫细胞的分子和细胞特性。它还揭示了不同人群中细胞集群的丰度差异，并识别了与疾病相关基因座的特定人群功能变异（eQTLs）。这项工作凸显了研究人类多样性在诊断和精准医疗方面的生物医学价值，特别是考虑到目前基因组数据中亚洲人群代表性不足的问题。References: Kock K H, Han K Y, Ando Y, et al. Asian diversity in human immune cells[J]. Cell, 2025, 188(8): 2288-2306. e24.

这篇研究利用 单细胞RNA测序 (scRNA-seq) 和 多重成像技术 (CODEX) 详细描绘了人类骨髓的细胞组成和空间结构。研究揭示了 间充质基质细胞 (MSCs) 具有转录和功能上的异质性，并发现了 造血干/祖细胞 (HSPCs) 主要定位于脂肪细胞周围的区域。此外，文章还展示了利用所建立的健康骨髓图谱来理解 急性髓性白血病 (AML) 中MSCs扩增的潜力，以及其在疾病背景下细胞相互作用的变化。这项工作为未来研究人类骨髓微环境提供了重要的参考资源。References: Bandyopadhyay S, Duffy M P, Ahn K J, et al. Mapping the cellular biogeography of human bone marrow niches using single-cell transcriptomics and proteomic imaging[J]. Cell, 2024, 187(12): 3120-3140. e29.

文章介绍了一种名为 GeneAgent 的新型 AI 语言代理，专为 基因集分析 设计。GeneAgent 旨在通过 自主与生物数据库交互以验证其输出 的方式，来 减少大型语言模型 (LLMs) 在生成基因功能描述时可能出现的“幻觉” 或事实错误。研究表明，与 GPT-4 等现有 LLMs 相比，GeneAgent 在准确性上表现出显著提升，并能为新基因集提供更具相关性和全面性的功能描述，从而 加速生物学知识的发现。文章还详细阐述了 GeneAgent 的 四阶段工作流程（生成、自验证、修改和总结），并强调了 专家策划的领域数据库 在其性能中的关键作用。References: Wang Z, Jin Q, Wei C H, et al. GeneAgent: self-verification language agent for gene-set analysis using domain databases[J]. Nature Methods, 2025: 1-9.

这篇文章概述了一项综合性研究，该研究利用空间蛋白质组学和转录组学技术，揭示了卵巢交界性肿瘤向侵袭性低级别浆液性癌发展的分子机制。研究人员整合了细胞类型分辨的深度视觉蛋白质组学和空间转录组学数据，以识别和验证疾病进展的关键驱动因素，并提出了针对这种化疗耐药性疾病的潜在联合治疗方案。特别指出，微乳头状交界性肿瘤被认为是向低级别卵巢癌转变的中间阶段。最终，该研究通过体内外实验验证了新的药物靶点和治疗策略，为低级别浆液性卵巢癌的精准治疗提供了新的见解。References: Schweizer L, Kenny H A, Krishnan R, et al. Spatial proteo-transcriptomic profiling reveals the molecular landscape of borderline ovarian tumors and their invasive progression[J]. Cancer Cell, 2025.

CELLFORGE是一种利用多智能体框架来自动设计和优化虚拟细胞计算模型的系统。该系统通过任务分析、方法设计和实验执行三个核心模块，将原始单细胞多组学数据和研究目标转化为优化的模型架构和可执行代码。任务分析模块负责数据特征提取和文献检索，方法设计模块中的专家代理通过协作讨论开发建模策略，实验执行模块则自动生成训练和推理代码。CELLFORGE在预测基因敲除、药物处理和细胞因子刺激等多种扰动下的细胞反应方面，表现优于现有技术，显著降低了预测误差并提高了相关性指标，展现了大型语言模型（LLMs）代理迭代交互在解决复杂建模挑战中的优势。References: Tang X, Yu Z, Chen J, et al. CellForge: Agentic Design of Virtual Cell Models[J]. arXiv preprint arXiv:2508.02276, 2025.

这篇综述文章深入探讨了肿瘤血管生成与肿瘤免疫之间的复杂相互作用，重点关注它们如何影响癌症进展和免疫疗法结果。文章解释了异常肿瘤血管如何通过限制免疫细胞渗透并营造免疫抑制性微环境来阻碍有效的抗肿瘤免疫反应。研究人员还阐述了通过血管正常化改善抗肿瘤免疫力的方法，以及血管正常化与免疫检查点阻断（ICB）疗法之间的协同作用。文章讨论了当前抗血管生成策略的局限性，并提出了未来的研究方向，以优化癌症治疗方案，例如结合抗血管生成和免疫治疗方法，以及探索非血管内皮生长因子（VEGF）通路靶点以减少副作用。文章总结道，将抗血管生成疗法与免疫疗法结合具有巨大潜力，但在更广泛应用之前仍需解决安全性问题并优化治疗策略。References: Kabir A U, Subramanian M, Kwon Y, et al. Linking tumour angiogenesis and tumour immunity[J]. Nature Reviews Immunology, 2025: 1-1

这篇研究论文详细描绘了人类大脑皮层在单细胞分辨率下的空间转录组图谱。作者们通过结合单核RNA测序和亚细胞水平的空间转录组测序技术，绘制了14个人类皮层区域的综合细胞图谱。该图谱揭示了神经细胞类型独特的表达模式和空间排列，特别关注了谷氨酸能神经元和GABA能神经元的组织。此外，研究还探索了细胞间的相互作用、配体-受体模式以及皮层区域内神经元-胶质细胞通讯的区域差异。这些发现为理解人类皮层的复杂细胞基础和认知功能，以及未来神经系统疾病的研究提供了宝贵的参考。References: Wei S, Luo M, Wang P, et al. Charting the spatial transcriptome of the human cerebral cortex at single-cell resolution[J]. Nature Communications, 2025, 16(1): 7702.

这篇研究文章深入探讨了蚂蚁社会进化背后的遗传机制，主要通过对163种蚂蚁基因组的广泛比较分析。文章阐述了蚂蚁等级分化的群落如何起源并成为陆地生态系统的主导力量，其成功归因于类似于多细胞生物体体细胞的劳动分工。研究团队通过全球蚂蚁基因组联盟（GAGA）收集高质量基因组数据，揭示了染色体重新排列与物种多样性的关联，并确定了与社会性状相关的基因家族进化和选择压力。此外，文章还分析了激素信号通路和基因表达模式在蚁后/工蚁分化中的作用，为理解蚂蚁独特的超个体组织提供了全面的基因组视角。References: Vizueta J, Xiong Z, Ding G, et al. Adaptive radiation and social evolution of the ants[J]. Cell, 2025.

这篇文章详细阐述了胆碱能神经元活动在弥漫性中线胶质瘤（DMG）生长中的作用，这是一种侵袭性脑癌。研究表明，中脑胆碱能神经元的活动通过毒蕈碱信号促进DMG细胞和少突胶质细胞前体细胞的增殖。反过来，DMG也会增强胆碱能神经元的活动，形成一个恶性循环。文章还确定了M1和M3毒蕈碱受体是DMG的潜在治疗靶点，因为阻断这些受体可以抑制肿瘤生长。References: Drexler R, Drinnenberg A, Gavish A, et al. Cholinergic neuronal activity promotes diffuse midline glioma growth through muscarinic signaling[J]. Cell, 2025.

这篇文章揭示了低糖饮食或癌细胞中糖代谢受损如何出人意料地促进肺部肿瘤转移，即使它们能抑制原发肿瘤生长。研究发现，葡萄糖匮乏会通过细胞外囊泡（外泌体）上的一种名为TRAIL的蛋白质，重塑肺部的先天免疫环境。这些外泌体TRAIL会使巨噬细胞极化，导致自然杀伤（NK）细胞耗竭，从而在肺部形成一个有利于肿瘤定植的微环境。此外，文章还指出，血浆外泌体TRAIL可以作为预测早期术后肺转移的准确生物标志物，甚至优于传统指标。References: Wu C Y, Huang C X, Lao X M, et al. Glucose restriction shapes pre-metastatic innate immune landscapes in the lung through exosomal TRAIL[J]. Cell, 2025.

这篇研究量化了人类肠道微生物群产生的发酵产物的量及其对宿主能量需求的影响。文章提出了一个系统级的框架，用于整合细菌代谢、宿主生理学和宏基因组数据，以估算这些代谢物的通量。研究发现，发酵产物是肠道微生物吸收的最丰富代谢物，对健康有重要的剂量依赖性影响，并且主要由饮食中的碳水化合物决定，而不是微生物群的组成。对于西方饮食，细菌提供了人类能量需求的2%-5%，而对于非西方饮食，这一比例可能高达10%，显著低于小鼠模型中观察到的21%或更高。研究还强调了饮食在塑造发酵产物总量方面的主导作用，低碳水化合物饮食会导致较低的产物产量，并指出了量化微生物与宿主之间代谢交换的重要性，以更好地理解肠道微生物在健康和疾病中的作用。References: Arnoldini M, Sharma R, Moresi C, et al. Quantifying the varying harvest of fermentation products from the human gut microbiota[J]. Cell, 2025.

这篇文章介绍了一种人工智能辅助工具（BEAUT），用于识别肠道微生物中的胆汁酸代谢酶。作者利用BEAUT发现了两种先前未知的酶：MABH（水解单酰化胆汁酸）和ADS（合成一种名为3-acetoDCA的未报告骨架胆汁酸）。研究进一步探索了3-acetoDCA的结构、催化机制及其在人体肠道中的广泛存在，并发现它能促进益生菌乳酸杆菌（Lactobacillus spp.）的生长。这项工作提供了一种自上而下的方法，通过直接探索酶来扩展对微生物胆汁酸代谢及其生物学功能（包括宿主生理和微生物相互作用）的理解。References: Ding Y, Luo X, Guo J, et al. Identification of gut microbial bile acid metabolic enzymes via an AI-assisted pipeline[J]. Cell, 2025.

这篇文章深入探讨了阿尔茨海默病（AD）的细胞和分子基础，特别关注了表观基因组的改变如何影响疾病进展和认知能力。研究人员利用单细胞多区域表观基因组和转录组学技术，分析了AD患者大脑中六个区域的细胞变化。他们发现，疾病进展与表观基因组松弛和信息丢失普遍相关，尤其是在易受损的神经元中。相反，认知弹性与表观基因组的稳定性呈正相关。此外，文章还揭示了小胶质细胞和星形胶质细胞激活与表观基因组动态变化之间的联系，并指出了表观基因组失稳与AD遗传风险之间的内在关联。这些发现为理解AD的发病机制提供了新的见解，并为未来的治疗策略奠定了基础。References: Liu Z, Zhang S, James B T, et al. Single-cell multiregion epigenomic rewiring in Alzheimer’s disease progression and cognitive resilience[J]. Cell, 2025.