北京时间2024年10月29日，裴唯珂团队和张延晓团队在Nucleic Acids Research杂志发表了题为“scLTdb: a comprehensive single-cell lineage tracing database”的研究论文。该研究开发了scLTdb （single-cell lineage tracing database, https://scltdb.com），全球首个单细胞谱系示踪数据库。该数据库旨在为研究人员提供强大的在线工具，在单细胞水平分析细胞命运和谱系关系，并预测参与细胞命运调控的分子程序。

文章链接：

https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkae913/7848853

文章截图：

什么是单细胞谱系示踪？

干细胞和发育生物学的一个宏大研究目标是准确解析个体中每颗细胞的发育历史和细胞命运，进而全面揭示器官发育的细胞生物学过程。为此，单细胞RNA测序被广泛用于捕获细胞在不同发育阶段的转录组特征，以预测细胞在连续时间轴上的分化轨迹。然而，细胞当下的转录状态不能简单等同于细胞功能与细胞命运。谱系示踪（lineage tracing）技术可标记并追踪器官中祖先细胞及其后代细胞的位置、数量和细胞状态等真实信息，是揭示细胞发育关系的金标准。

单细胞谱系示踪技术（Single-cell lineage tracing, scLT）通过结合谱系示踪和单细胞转录组测序，可实现在单细胞分辨率下，记录细胞的发育历史，并同时测量细胞的转录组（表观组）状态。该技术目前已被用于揭示多种组织中调控细胞命运的基因程序，剖析了肿瘤形成、转移和药物抵抗过程中癌细胞克隆行为的机理。此外，利用人体细胞中积累的DNA突变作为“自然条形码”，单细胞谱系示踪技术构建了人类造血发育和癌症发生过程中的细胞谱系树，这些数据使研究人员能在细胞克隆水平“看清”人类器官的发育和病变过程，对理解人类疾病的发生发展至关重要。

为什么需要单细胞谱系示踪数据库？

作为一项新兴技术，单细胞谱系示踪开始完善研究人员对器官发育和疾病病理的理解，特别是破译人类疾病中的克隆贡献。但是，目前仍未有公开的数据库可使研究人员有效挖掘单细胞谱系示踪数据，深入理解器官发育和疾病发生中的细胞命运决定事件。

为了填补这一空白，该研究开发了具有多功能模块的单细胞谱系示踪数据库（scLTdb）。该数据库全面收集了包含36种示踪技术、13种器官类型、共109个数据集，并提供了3个可视化分析的交互模块，可让用户基于scLT数据分析细胞命运，谱系关系，并鉴定与细胞命运相关的基因特征（如调控细胞命运的转录因子）。

图1. 图片摘要

具体来说，3个交互模块包括：单细胞模块、谱系示踪模块和整合分析模块。单细胞模块提供了多种单细胞转录组（表观组）的分析功能，如细胞注释、伪时序推断、细胞克隆注释和基因表达可视化。谱系示踪模块可使用户分析细胞谱系数据，如细胞克隆大小、细胞命运偏好并构建细胞谱系树。整合分析模块可让用户整合分析细胞命运与转录组状态，揭示不同命运的细胞克隆之间的分子差异并进行基因富集分析。此外，用户也可上传自己的谱系示踪数据并进行克隆命运分析。

因此，scLTdb为分析单细胞谱系示踪数据提供了一个全面的在线工具，这将有助于用户挖掘器官发育中未知的谱系关系，探究人类疾病中细胞的行为模式，并为开发新一代谱系示踪技术与计算工具提供数据资源。

目前，用户可以通过网站https://scltdb.com来访问scLTdb。该数据库将持续收录新产生的数据集，扩展新模块整合谱系示踪与空间转录组结合的多模态数据，并进一步完善下游分析任务，以满足单细胞谱系示踪这一新兴领域的高速发展。

图2. 单细胞谱系示踪数据库详情与模块功能