Abstract The domestic Bactrian camels were treated as one of the principal means of locomotion between the eastern and western cultures in history. However, whether they originated from East Asia or Central Asia remains elusive. To address this question, we perform whole-genome sequencing of 128 camels across Asia. The extant wild and domestic Bactrian camels show remarkable genetic divergence, as they were split from dromedaries. The wild Bactrian camels also contribute little to the ancestry of domestic ones, although they share close habitat in East Asia. Interestingly, among the domestic Bactrian camels, those from Iran exhibit the largest genetic distance and the earliest split from all others in the phylogeny, despite evident admixture between domestic Bactrian camels and dromedaries living in Central Asia. Taken together, our study support the Central Asian origin of domestic Bactrian camels, which were then immigrated eastward to Mongolia where native wild Bactrian camels inhabit.

Abstract Advances in spatial omics technologies have brought opportunities to dissect tissue microenvironment, while also posing more requirements and challenges for computational methods. Here we developed a package SOAPy to systematically dissect spatial architecture, dynamics and communication from spatial omics data. Specifically, it provides analysis methods for multiple spatial-related tasks, including spatial domain, spatial expression tendency, spatiotemporal expression pattern, cellular co-localization, multi-cellular niches, and ligand-receptor-mediated and spatial-constrained cell communication. Applying SOAPy on different spatial omics technologies and diverse biological fields has demonstrated its power on elucidation of biological questions about tumors, embryonic development, and normal physiological structures. Overall, SOAPy is a universal tool for spatial omics analysis, providing a foundation for continued investigation of the microenvironment.

Abstract Kawasaki disease (KD) is the most common cause of acquired heart disease in children in developed countries. Although diverse immune aberrance was reported, a global understanding of immune responses underlying acute KD was lacking. Based on single-cell sequencing, we profiled peripheral blood mononuclear cells from patients with acute KD before and after intravenous immunoglobulin therapy and from healthy controls. Most differentially expressed genes were derived from monocytes, with upregulation of immunoglobulin receptors, complement and receptors and downregulation of MHC class II receptors before therapy. The percentage of B cells was significantly increased before therapy and rapidly returned to normal after therapy. There was also an increased abundance of B-cell receptors with IGHA and IGHG after therapy, accompanied by massive oligoclonal expansion. The percentage of CD8 T cells was remarkably decreased during acute KD, especially the subset of effector memory CD8 T cells. All lymphocyte compartments were characterized by underexpressed interferon response pathways before therapy. The identification of unique innate and adaptive immune responses suggests potential mechanisms underlying pathogenesis and progression of KD.

Abstract Background Kawasaki disease (KD) is an acute systemic vasculitis that can lead to acquired heart disease in children mostly from in developed countries. The previous research showed that B cells in KD patients underwent a profound change in both the cell numbers and types after intravenous immunoglobulin (IVIG) therapy. Methods We performed the single-cell RNA-sequencing for the peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from three febrile patients and three KD patients to investigate the possible mechanism underlying B cell developmental dysfunction in KD. A previously published single-cell sequencing KD dataset (GSE168732) was also utilized in study for sample size expansion and validation. The comprehensive single-cell data analyses were applied for our dataset and GSE168732 dataset including single-cell trajectory analysis. To validate the immune disorders in KD, we measured immune-related indicators from 28 KD and 28 febrile patients. Result Overall single-cell expression profiles show that the biological processes of immunity, B cell activation pathway and their related biological entities are repressed in KD patients before IVIG treatment compared to febrile patient and KD patients after IVIG treatment. The differentially expressed gene analyses further demonstrate that B cell signaling pathway is downregulated in B cells and plasma blast cells of KD patients before treatment while cell cycle genes and MYC gene are upregulated in dendritic cells (DCs) and hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) of KD patients before treatment. The biological process of immune response is upregulated in the HSPCs of KD patients before treatment in our dataset while the biological process of inflammatory response is upregulated in the HSPCs of KD patients before treatment in GSE168732 dataset. Single-cell trajectory analyses demonstrate that KD patients before treatment have a shortened developmental path in which B cells and T cells are failed to differentiate into separate lineages. HSPD1 and HSPE1 genes show an elevated expression level in the early cell development stage of KD patients before treatment accompanied with the repression of MYC, SPI1, MT2A and UBE2C genes. Our analyses of all B cells from KD patients before treatment show most of B cells are arrested in a transitional state with an ill developmental path compared with febrile patients and KD patients after treatment. The percentage and absolute value of CD8 T cells in KD were lower than those in febrile patients. The ratio of CD4/CD8 in KD was higher than it in febrile patients. The serum levels of IgG and IgM in KD were lower than those in febrile patients. Conclusions Our results indicate that the immune premature HSPCs accompanied with the abnormal expression dynamics of cell cycle and SPI1 genes are the mechanism underlying B cell developmental dysfunction in KD patients. Funding This work is jointly supported by National Natural Science Foundation of China (82170518) and the Shanghai Science and Technology Committee research Funding (22Y11909700) and Shanghai Jinshan District medical key specialty Funding (JSZK2023A04).

Abstract Background Archipelagos and oceanic islands often present high percentage of endemism due to rapid speciation. The Malayan pangolin is a species distributing at both mainland (southern Yunnan, China) and oceanic islands via Malayan peninsula, which may result in deep differentiation among populations. In-depth investigation of population structure and genetic consequences for such species is of vital importance for their protection and conservation, practically for the critically endangered Malayan pangolin that is suffering from poaching, illegal trade, and habitat loss. Results Here we carried out a large-scale population genomic analysis for Malayan pangolins, and revealed three highly distinct genetic populations in this species, two of which are now being reported for the first time. Based on multiple lines of genomic and morphological evidence, we postulate the existence of a new pangolin species ( Manis _1). Genetic diversity and recent inbreeding were both at a moderate level for both Malayan pangolins and Manis _1, but mainland Malayan pangolins presented relatively lower genetic diversity, higher inbreeding and fitness cost than island populations. Conclusions We found extremely deep and graded differentiation in Malayan pangolins, with two newly discovered genetic populations and a new pangolin species that is closely related to the Philippine pangolin than the typical Malayan pangolin, but a distant relative of the Indian pangolin. Anthropogenic factors did not significantly weaken the basis of genetic sustainability for Malayan pangolins, but mainland Malayan pangolins should be paid more attention for conservation due to higher genetic risks than island populations.

Camelids are capable of producing both conventional tetrameric antibodies (Abs) and dimeric heavy-chain antibodies (HCAbs). While B cells generating these two types of Abs exhibit distinct B-cell receptors (BCRs), it remains unclear whether these two B cell populations differ in their phenotypes and developmental processes. Here, we collected eight PBMC samples before and after immunization from four Bactrian camels and conducted single-cell 59 RNA sequencing. We characterized the functional subtypes and differentiation trajectories of circulating B cells in camels, including native B cells, memory B cells, intermediate B cells, atypical B cells, and plasma cells. Additionally, we reconstructed single-cell BCR sequences and revealed the IGHV and IGHC gene types. We found that B cells expressing variable genes of HACbs (VHH) were widely present in various functional subtypes and showed highly overlapping differentiation trajectories to B cells expressing variable genes of conventional Abs (VH). After immunization, the transcriptional changes in VHH+ and VH+ B cells were also largely consistent. Our study elucidates the cellular context of HCAb production in camels, and lays the foundation for the development of single B cell-based nanobody screening.