大家好，欢迎观看《时空日报》第330期。本期介绍的时空/细胞组学相关研究文章共计2篇。以下是应用时空云平台STOmics Cloud的Genpilot模块生成的文章概要，并辅以人工审核，供了解参考。
铜促进代谢状态重塑并推动透明细胞肾细胞癌的进展
Copper drives remodeling of metabolic state and progression of clear cell renal cell carcinoma
Cancer Discov; IF: 29.700; DOI: 10.1158/2159-8290.CD-24-0187
内容概要：
① 铜（Cu）作为细胞色素c氧化酶（CuCOX）的关键辅因子，在有氧线粒体呼吸过程中发挥着不可或缺的作用。近期的研究发现，高级别的透明细胞肾细胞癌（ccRCC）会大量积聚铜，并将其分配给CuCOX。为了深入了解铜在ccRCC中的角色，研究者们采用了一系列先进的正交方法，这些方法涵盖了代谢组学、脂质组学、同位素标记的葡萄糖和谷氨酰胺流量分析，以及肿瘤样本、细胞系、异种移植瘤和患者来源异种移植（PDX）模型的转录组学。此外，研究者们还结合了遗传学和药理学干预手段，对铜在ccRCC中的作用进行了全面探索。
② 通过这些研究，研究者们发现，ccRCC中铜水平的升高会刺激CuCOX的生物合成，为肿瘤的生长提供所需的生物能量和生物合成支持。这一效应与葡萄糖依赖的谷胱甘肽产生相辅相成，谷胱甘肽的生成有助于解毒过程，从而减轻铜-过氧化氢（Cu-H2O2）的毒性。这些发现揭示了铜在ccRCC生长中的重要作用，并为其治疗提供了新的思路。
③ 进一步的研究利用单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组学技术，揭示了ccRCC进展期间的一系列重要变化。这些变化包括氧化代谢的增加、谷胱甘肽和铜代谢的改变，以及缺氧诱导因子（HIF）活性的降低。这些发现表明，铜在ccRCC中不仅驱动了生物能量学、生物合成和氧化还原稳态的综合致癌重塑，还为ccRCC的生长提供了动力。这些新的见解为开发针对ccRCC的新治疗方法提供了潜在的靶点。
透明细胞肾细胞癌的批量 RNA 和空间转录组学分析
疾病研究：铜，细胞色素c氧化酶（CuCOX），透明细胞肾细胞癌（ccRCC），代谢组学，脂质组学，同位素标记，转录组学，遗传学和药理学干预，Cu-H2O2毒性， scRNA-seq，空间转录组学，生物能量学，生物合成，氧化还原稳态; Bischoff ME, Shamsaei B, Yang J, et al.; University of Cincinnati Medical Center, Cincinnati, OH, United States.
异质性增强子状态协同调控β细胞对代谢应激的反应
Heterogeneous enhancer states orchestrate β cell responses to metabolic stress
Nature Communications; IF: 14.700; DOI: 10.1038/s41467-024-53717-0
内容概要：
① 肥胖问题导致的β细胞功能障碍，成为了2型糖尿病发病的一个重要因素。然而，科学家们面临的一个难题是，如何在单细胞水平上阐明胰岛功能障碍的表观遗传机制。为了解决这个问题，研究团队对来自瘦鼠和肥胖鼠的胰岛进行了深入的分析。他们采用了单细胞核RNA测序技术，并同时检测了增强子标记H3K4me1和H3K27ac。通过这些研究手段，他们成功鉴定出了与β细胞功能障碍密切相关的独特基因特征和增强子状态。
② 在更深入的研究过程中，科学家们发现，许多因为代谢压力而活跃起来的基因，它们的调控区域（增强子）上的两种标记物H3K4me1和H3K27ac通常都会发生变化。但是，有些特定的基因子集的变化，只和其中一种标记物（H3K4me1或是H3K27ac）的变化有关。此外，科学家们还发现，在健康的瘦老鼠的β细胞中，存在一种特别的调控区域，这种区域上有H3K4me1标记但没有H3K27ac标记，而且被一种叫做FoxA2的蛋白质占据，这种区域就像是准备启动的基因开关（预激活增强子）。然而，当老鼠经历代谢压力后，这种特别的区域大多数情况下都不见了
③ 最后，研究团队还通过细胞间通讯分析，发现了神经生长因子（NGF）对β细胞具有保护作用。这种保护作用是通过旁分泌信号实现的，具体机制是抑制内质网应激。综合以上研究结果，他们得出结论：单个β细胞对代谢挑战会表现出异质性的增强子反应。这一发现为深入理解和治疗2型糖尿病提供了新的视角和思路。
界定正常饮食和高脂饮食小鼠胰岛中β细胞的异质性状态
疾病研究：肥胖，β细胞功能障碍，2型糖尿病，单细胞水平，胰岛功能障碍，表观遗传机制，增强子标记，基因特征，神经生长因子，β细胞保护，异质性增强子反应，snRNA-seq; Wang L, Wu J, Sramek M, et al.; Department of Physiology and Biomedical Engineering, Mayo Clinic College of Medicine, Scottsdale, AZ, USA.
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审校 | 赵芳
题图 | 彭卫
排版 | 小飞鱼
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