山东第一医科大学｜单细胞测序首次绘制db/db糖尿病认知功能障碍小鼠海马的单细胞转录图谱

吉凯基因

2022.6.15

作者吉凯基因

TA的动态

糖尿病相关认知功能障碍(Diabetes-associated cognitive decline, DCD) 是糖尿病的一种主要并发症,主要表现为学习、记忆、注意力和信息处理速度的异常。多项研究表明，神经元凋亡、氧化应激、神经炎症和神经发生改变等因素可能参与DCD病理的发生发展。海马在学习和记忆中起着至关重要的作用，其功能受损与DCD有关。然而，糖尿病损害认知功能的机制尚未明确，包括海马中单个细胞的变化以及它们之间的相互作用仍需探索。

2022年6月，山东第一医科大学附属省立医院老年神经内科殷青青与吕仁君博士在Frontiers in Endocrinology上发表了一篇题为Single-Cell Sequencing Analysis of the db/db Mouse Hippocampus Reveals Cell-Type-Specific Insights Into the Pathobiology of Diabetes-Associated Cognitive Dysfunction的研究性文章，该论文通过单细胞转录组测序，描绘2型糖尿病小鼠海马组织的分子图谱和异质性。通过聚焦小胶质细胞亚群，揭示炎症和氧化应激介导db/db小鼠的海马损伤的病理改变，这可能为DCD提供潜在的诊断生物标志物和治疗干预。

研究方法及思路

通过对对照组小鼠 (db/ m) 和2型糖尿病模型组小鼠 (db/db) 的海马组织进行单细胞转录组测序，分别获得9954和4667个细胞用于后续分析，细胞被分为26个不同细胞簇，共鉴定为10种不同的细胞类型。作者发现，相比于对照组小鼠，2型糖尿病模型小鼠海马中的小胶质细胞和少突胶质细胞的相对丰度发生了显著变化。

随后，通过DEGs网络分析，发现在db/db小胶质细胞的免疫反应、炎症、神经功能、OXPHOS、细胞周期、NF-kB信号、核酸结合和RNA结合、染色体维持、细胞骨架、DNA修复、葡萄糖/脂质代谢、GTP结合和GTPase活性等相关的功能网络上调。为此，作者验证了炎症相关指标（Iba-1、Nlrp3、Cmklr1、Trem2）在db/db小鼠海马中高度表达。

为了进一步明确DCD的炎症相关分子机制，作者根据小胶质细胞不同的激活状态、细胞标记和生物途径细分为亚群，并确定了12个具有小胶质细胞转录谱的亚群，并进行DEGs和基因集富集分析。最终对db/db组小胶质细胞炎症相关亚群的比例增加的亚群1和7进行深入描绘。

综上，该研究通过单细胞RNA测序技术分析探究了db/db糖尿病认知功能障碍小鼠的海马组织的特征和病理机制，为DCD的发病机制及防治提供了良好的科学依据和理论价值。

吉凯助力

该研究中涉及的单细胞测序平台（10x Genomics）由吉凯基因提供，并提供了完整、系统的生物信息学分析技术支持。

作者简介

山东第一医科大学附属省立医院老年神经内科殷青青与吕仁君博士是论文共同通讯作者。

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·高通量测序平台分为常规测序服务和单细胞测序服务：单细胞测序拥有10x和BD两个平台，提供单细胞RNA-seq、单细胞核测序、单细胞混样RNA-seq、单细胞TCR/BCR、单细胞（RNA+ATAC）、空间转录组测序等服务；常规测序服务提供meRIP-seq（m6A/m1A/m7G/m5C 等RNA甲基化修饰测序）、acRIP-seq（ac4C RNA乙酰化修饰测序）、ATAC-seq、Ribo-seq（翻译组测序）、mRNA/miRNA/LncRNA/circRNA-seq、全转录组测序（两文库/三文库）、外泌体miRNA/LncRNA-seq、WGS/WES、WGBS、RRBS、BSAS等服务；

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