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《自然》:單細胞RNA測序繪製首張高解析度小腸上皮細胞表達圖譜


2018年1月21日17時 今日科學 測序中國
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腸道上皮是人體中最多樣化、最具活力的組織之一,也是人體與外界的主要接觸通道之一。為了更好地理解這種複雜組織的功能及相關疾病,近日,由博德研究所和麻薩諸塞州總醫院領導的多中心研究小組於《自然》期刊發布了首張高解析度的小腸上皮細胞基因表達圖譜,為研究炎性腸病、小腸癌、乳糜瀉、食物過敏等一系列腸道疾病提供了生物學參考。此外,這項研究還增強了研究人員對腸道細胞產生的激素等其他信號物質的理解,並為腸道如何應對病原體入侵提供了新的線索。

在本項研究中,科學家在單細胞水平上對腸道上皮細胞進行了分析,研究結果顯示,腸道細胞之間的多樣性水平遠遠高於預期水平。除了高度的多樣性之外,研究人員還發現了新的絨毛細胞亞型。此外,他們還探索了腸道上皮細胞在暴露於細菌和寄生蟲侵襲時的不同反應。

具體而言,研究人員首先利用單細胞轉錄組RNA測序技術,分析了從小鼠小腸或腸道類器官中分離的53193個單獨的EpCAM +上皮細胞,並按照不同的細胞類型或狀態將細胞分為15組。隨後,研究人員還注意到分組中缺少代表潘氏細胞(Paneth

cell)的樣本,並進一步分析了10,396個上皮細胞,增加了1449個這一類型的細胞。研究人員為每種細胞類型開發了相應的表達特徵,包括許多已知和全新的標記。最後,研究人員還利用1,522個上皮細胞進行驗證。

據悉,博德研究所的Aviv Regev為研究的領導者,她表示:「我們希望利用單細胞RNA測序技術更深層次地了解正常的腸組織。現在有了這個基線,我們便可以向相關疾病入手了。」

毫無疑問,小腸細胞圖譜的發布為下一步的工作奠定了基礎,研究人員下一步正著手對克羅恩病、潰瘍性結腸炎、胃腸癌和食物過敏等腸胃疾病進行研究。文章的共同作者Moshe Biton表示:「這為進一步研究腸道病理學,藥物致腸毒性的影響,識別重要細胞及其互作關係、生物標誌物提供了重要信息。同時,這一細胞圖譜的建立也為後續其他組織和系統的工作提供了寶貴的經驗。」

參考資料:

A single-cell survey of the small intestinal epithelium

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