北大汤富酬Nature亮点推荐单细胞研究重要成果

8月19日，北京大学汤富酬（Fuchou Tang）研究员和助理研究员文路（Lu Wen）在《自然》（Nature）杂志上撰写了一篇题为“Computational biology: How to catch rare cell types”的文章，为我们亮点推荐及详细介绍了荷兰Hubrecht研究所的研究人员利用单细胞信使RNA测序技术取得的一项重大成果。

　　

北京大学生命科学学院的汤富酬（Fuchou Tang）研究员，近年来在单细胞测序领域取得一系列的突破性进展，多篇研究论文发表在Nature、Cell、science、Nature Structural & Molecular Biology等国际顶级期刊上。

8月19日，汤富酬和助理研究员文路（Lu Wen）在《自然》（Nature）杂志上撰写了一篇题为“Computational biology: How to catch rare cell types”的文章，为我们亮点推荐及详细介绍了荷兰Hubrecht研究所的研究人员利用单细胞信使RNA测序技术取得的一项重大成果（延伸阅读：北京大学Nature子刊开发甲基化分析新技术）。

在文章中汤富酬研究员描述，Hubrecht研究所的Alexander van Oudenaarden和同事们对来自小鼠肠类器官的成百上千个细胞进行了转录组测序，并开发了一种计算方法在如此复杂的群体中鉴别出了罕见细胞类型。利用他们的方法，研究人员确定了Reg4是一种罕见的生成激素的肠细胞——肠内分泌细胞（enteroendocrine）的新标记物。

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van Oudenaarden和同事们在他们的Nature论文中写道：“我们相信结合单细胞mRNA测序和RaceID算法，将成为阐明健康和病变器官中罕见细胞类型异质性的一个强大的工具。”

研究人员对随机选取自肠类器官的238个细胞进行了测序，每个细胞生成了3,000个转录本。他们指出在每个细胞中有3,700多个基因有5个以上的转录本。

通过聚类分析这些单细胞转录组，研究人员发现了6个主要的细胞类型。但为了找到罕见细胞，他们将焦点放在了用技术或生物学基因表达噪音无法解释的异常值上。随后他们基于转录组相关性将这些异常值进行分组。

差异基因分析及研究人员开发的RaceID算法均证实，在这些组群中存在一些罕见细胞，包括杯状细胞、tuft细胞、潘氏细胞和肠内分泌细胞。研究人员指出，整体来说肠内分泌细胞分泌10种不同的激素，而每个细胞只分泌其中一部分激素。研究人员分析了肠内分泌细胞的异质性，并鉴别了它的标志物，最高等分的一些基因中包括蛋白水解酶Pappa2和Reg4。利用FISH，研究人员证实Reg4是小鼠小肠中肠内分泌细胞的一个标记物。他们指出，RaceID将表达Reg4的细胞分为了三组，包括一些已知以及新的细胞类型。

由于尚不清楚肠干细胞是否为异质性细胞，他们随后还应用RaceID方法检测了表达Lgfr5的干细胞。利用携带Lgfr5-绿色荧光蛋白报告基因的类器官，他们纯化出了干细胞，然后用RaceID对这些细胞进行了分类。RaceID将这些细胞归为了单一的同源集群。研究人员采用一种互补的方法证实了它们很大程度上是同质的。研究人员指出，这表明这些Lgfr5阳性细胞是同质细胞，它们与罕见的潘氏细胞及肠内分泌细胞群混合在一起。

研究人员说：“我们证实了RaceID能够正确分类复杂混合物中不同的细胞类型及揭示异质性。”

生物通推荐原文摘要：

Computational biology: How to catch rare cell types.Nature (2015) doi:10.1038/nature15204

Single-cell messenger RNA sequencing reveals rare intestinal cell types.Nature (2015) doi:10.1038/nature14966

作者简介：

汤富酬研究员

2003年在北京大学获理学博士学位，2004－2010年，英国剑桥大学Gurdon研究所博士后，2010年至今在北京大学生物动态光学成像中心任研究员。主要围绕哺乳动物早期胚胎发育，研究胚胎干细胞和上胚层干细胞的自我更新能力和多能性调控的分子机理，特别是表观遗传学调控机理，以及相关的原始生殖细胞发育过程中的表观遗传学重编程机理。利用本实验室发展的单细胞microRNA表达谱分析技术、基于深度测序的单细胞数字转录组分析技术、单细胞基因分型技术、以及染色体免疫共沉淀-深度测序技术、小鼠胚胎显微操作技术深入分析多能性干细胞的动态基因表达网络和表观遗传学调控。

文路

助理研究员

理学博士，中南大学医学遗传学国家重点实验室，2004，遗传学
医学硕士，中南大学湘雅医学院，2000，神经外科学
医学学士，中南大学湘雅医学院，2000，临床医学（七年制本硕连读）
 
工作经历
2005-2008，北京大学生命科学学院，博士后
2009-2010，中山大学生命科学学院，讲师
2011-现在，北京大学生物动态光学成像中心，助理研究员
 
主要研究方向 ：基因组学、DNA甲基化组学和单细胞分析技术