文章信息
文章题目： A human embryonic limb cell atlas resolved in space and time
期刊：Nature
发表时间：2023年12月6日
主要内容：中山大学张宏波教授、英国Sanger 研究所Sarah Teichmann合作在Nature杂志上发表了文章 A human embryonic limb cell atlas resolved in space and time，该研究基于单细胞转录组学和空间转录组学技术建立的首个人类肢体发育单细胞图谱，解析了从肢体发生早期到形态完全形成的细胞演变路径和细胞空间位置决定过程。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06806-x
使用TransGen产品：
PerfectStart® Green qPCR SuperMix (AQ601)
研究背景
发育过程中，我们四肢的形成需要经历复杂的细胞演变过程。在胚胎发育第四周末，四肢仅以简单的几乎均一细胞团形状凸起出现在身体的两侧，但到了第八周，这一细胞团则已经完全分化，形成具有复杂解剖结构的四肢，并形成完整的手指和脚趾，这依赖于细胞之间非常迅速而精确的协调。对这一过程的任何微小扰动都可能产生显著的下游效应。也因此，四肢发育异常是全球报告最多的出生综合症之一。
因为肢体发育涉及细胞命运决定和空间位置形成两个经典发育问题，长期以来其被作为发育生物学的重要模型进行研究。在对小鼠、鸡等模式动物研究中，一系列肢体形成的基本问题已经得到初步阐释。然而，人类肢体形成的基本过程尚未有研究。更重要的是，模式动物中发现的肢体形成机制与人类有多大的相似性，以及有多大程度可以用于人类再生医学实践亦长期存疑。近年来发展的单细胞技术使得在人类中直接研究肢体发育过程中的细胞命运决定和空间位置形成成为可能。
文章概述
首先研究者运用单细胞转录组学技术，利用肢体发育过程中细胞演变过程的连续性，从多个时期不同个体取样，绘制了包含所有细胞类型的人肢体发育细胞连续演变图景。之后结合空间转录组学技术精确定位发育中肢体中细胞的确切位置，以及随着发育时间变化细胞位置的变化规律。利用该图谱，研究者能够追踪在特定时间和特定区域产生的细胞类型、鉴定到新的细胞类型，并可以对相应细胞类型详细刻画其激活的特定基因表达程序。这些时序性基因表达模式通常对塑造正在生长的四肢具有重要调节作用。
其次，研究人员证明这些基因模式对手和脚趾的形成有影响，并识别出关键调控基因。对组织进行染色进一步清楚地揭示了构成手指和脚趾的原始细胞类型如何以不同的方式将自身排列成形成指和趾的雏形，并确定了相应细胞类型的特异表达基因。当这些基因的表达不遵循既定模式时，将导致特定的发育表型，如短指（手指短）和多指（多余的手指或脚趾）发育异常等。
最后，研究者还重点分析了构成肢体的骨骼肌，以及由肢体间充质细胞发育形成的组织类型的细胞发育模式。研究清晰鉴定到人类骨骼肌的两条形成路径以及各路径的特异表达基因，这些认识对后续进一步确定骨骼肌形成过程中的细胞命运歧化关键调节基因和机制具有重要的提示作用。有趣的是，研究发现调控上下肢差异决定的PITX1基因在调控不同肢体的骨骼肌形成却可能具有统一的机制。研究团队还同步获得了小鼠四肢的发育的单细胞转录组数据，发现四肢发育的许多方面在人类和小鼠之间具有极高相似性。
综上，该研究在单细胞水平和2D空间结构层面解析了人类肢体，这一复杂解剖结构如何形成的过程。为进一步跨物种深入研究肢体发育的详细调节机制、肢体发育异常的细胞生理机制，乃至更广泛的发育和再生过程中细胞命运调节机制和空间位置建成机制提供了重要参考。
全式金产品支撑
优质的试剂是科学研究的利器。全式金的qPCR产品PerfectStart® Green qPCR SuperMix (AQ601)助力本研究。
本产品为高性能qPCR试剂，采用高特异性PerfectStart® Taq 热启动酶 (利用3种单克隆抗体与Taq DNA Polymerase高效结合，有效地封闭了DNA聚合酶活性，阻止了低温下的非特异性扩增)，搭配优化的双阳离子缓冲液，灵敏度高，特异性强，适用于多种物种的扩增。
产品特点：
● 3种抗体封闭，特异性高，灵敏度高，扩增效率强，适用物种范围广。
● 双阳离子缓冲液，增强特异性，减少引物二聚体形成，数据准确。
● 稳定性好，反复冻融20次，37℃保存5天性能均无明显变化。
● 操作方便：兼容各种qPCR仪器，无需因不同机型而选择不同的ROX染料。
● 配有适用于不同机型的Universal Passive Reference Dye （调整PCR加样误差引起的管间差异），校正孔间信号误差。
实验数据：
Ø 扩增效率高
以梯度稀释的质粒DNA (10 ng ～ 0.1 pg，10 倍稀释) 为模板进行扩增得到的扩增曲线和标准曲线。结果显示，TransGen 产品扩增效率较高，可得到漂亮的扩增曲线和标准曲线。
Ø 扩增灵敏度高
以梯度稀释的1 ng质粒DNA为模板，使用TransGen产品进行扩增。结果显示，TransGen产品扩增灵敏度高。
产品稳定性高
分别使用37℃保存不同天数及反复冻融处理后TransGen产品进行扩增，结果表明，产品性能未受影响仍可稳定扩增。
全式金产品再一次登上Nature期刊，证明了大家对全式金产品品质和实力的认可，也完美诠释了全式金一直以来秉承的“品质高于一切，精品服务客户”的理念。全式金始终在助力科研的道路上砥砺前行，希望未来能与更多的科研工作者并肩奋斗，用更多更好的产品持续助力科研。
使用PerfectStart® Green qPCR SuperMix (AQ601)产品发表的部分文章：
• Zhang B, He P, John E.G. Lawrence, et al. A human embryonic limb cell atlas resolved in space and time [J]. Nature, 2023.
• Huang J, Wu C, Kloeber J A, et al. SLFN5-mediated chromatin dynamics sculpt higher-order DNA repair topology[J]. Molecular Cell, 2023.
• Liang Y, Wang J, Xu C, et al. Remodeling Collagen Microenvironment in Liver Using a Biomimetic Nano‐Regulator for Reversal of Liver Fibrosis[J]. Advanced Science, 2023.
• Liang Y, Zhang J, Xu C, et al. Biomimetic Mineralized CRISPR/Cas RNA Nanoparticles for Efficient Tumor-Specific Multiplex Gene Editing[J]. ACS nano, 2023.
• He F, Liu Z, Xu J, et al. Black phosphorus nanosheets suppress oxidative damage of stem cells for improved neurological recovery[J]. Chemical Engineering Journal, 2023.
• He F, Cheng K, Qi J, et al. Black phosphorus nanosheets enhance differentiation of neural progenitor cells for improved treatment in spinal cord injury[J]. Chemical Engineering Journal, 2023.
• Cui B, Guo X, Zhou W, et al. Exercise alleviates neovascular age-related macular degeneration by inhibiting AIM2 inflammasome in myeloid cells[J]. Metabolism, 2023.
• Deng P, Wang Z, Chen J, et al. RAD21 amplification epigenetically suppresses interferon signaling to promote immune evasion in ovarian cancer[J]. The Journal of Clinical Investigation, 2022.
• Li W, Ali T, Zheng C, et al. Anti-depressive-like behaviors of APN KO mice involve Trkb/BDNF signaling related neuroinflammatory changes[J]. Molecular Psychiatry, 2022.
