多组学文献分享---Mosaic Focal Cortical Dysplasia单细胞基因分型和转录组学分析（突变 + 单细胞 + 空间）

作者，Evil Genius

今天我们分享多组学文献

知识积累

Focal cortical dysplasia type II（FCDII）是一种皮质畸形引起难治性癫痫。

FCDII由mTOR通路基因中的发育体细胞激活突变引起，导致局灶性皮质分层障碍和异常巨细胞。

身体中的所有细胞都起源于一个分裂的受精卵，但由于体细胞嵌合现象，子细胞具有不同的基因组，这在大脑中有助于产生神经细胞多样性。

脑体细胞突变可导致神经发育和神经精神疾病，包括皮质畸形局灶性皮质发育不良II型（FCDII）。FCDII导致儿童期发作的耐药性癫痫，通常需要神经外科切除致痫区，并且是儿科癫痫手术中最常见的皮质畸形。

FCDII-causing mutations are either somatic gain-of-function single hits in genes coding for pathway activators (for example, MTOR, PIK3CA, AKT3 and RHEB) or loss-of-function double-hits (germline and somatic) in genes coding for inhibitors of this pathway (for example, DEPDC5 and TSC1/-2)。

组织中突变细胞的比例与病变的大小相关。

结果1、FCDII皮质中细胞类型特异性转录变化

snRNA技术。

癫痫组织中疾病相关的、细胞类型特异性的分子失调，可能反映和/或促成回路功能障碍和癫痫发作活动。

结果2、FCDII体细胞突变在细胞类型中的分布

将3′-snRNA-seq数据与PacBio-targeted条形码snRNA-seq转录物的长读段测序相结合。

snRNA-seq和FANS方法证明了体细胞突变在神经细胞谱系中的广泛分布，初步发现从RHEB扩展到MTOR和PIK3CA突变。

因此，尽管mTOR激活突变可以发生在不同的细胞类型中，但只有一小部分发展为DN或BC的巨细胞表型特征，表明mTOR过度激活可以在细胞大小不增加的情况下发生。

结果3、FCDII突变的细胞类型特异性转录效应

为了确定mTOR激活突变对基因表达的影响，比较了患者的Mut.nuclei和仅检测到参考等位基因的nuclei。

失调基因的表达水平在来自患者和对照的参考细胞核中是相似的，这表明转录变化对突变的细胞核是特异性的，并且在个体之间是一致的。

为了研究突变细胞对其邻近细胞的潜在影响，比较了来自GluNs患者和对照组的参考GluNs。确定了参与突触传递和神经元投射发育调节的基因上调。

结果表明FCDII中的两个过程：（1）影响线粒体功能的突变细胞中的细胞自主机制和（2）影响突变和非突变神经元的更广泛的回路水平变化。

结果4、DN和BC具有不同的分子特性

激光捕获显微切割与全转录组分析（LCM-seq）、Visium空间转录组学和用于高分辨率靶向基因谱分析的MERSCOPE。

由于mTOR超活化变体的存在，导致受损线粒体的积累。

最后来看看方法

snRNA数据检测基因型

visium数据分析

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