克罗恩病的高分辨率手机地图创建

麻省理工和哈佛大学的研究人员和马萨诸塞州总医院构造高分辨率细胞节段性回肠炎的地图,一个过度活跃的免疫系统导致的慢性病在肠道炎症,导致症状包括腹痛、腹泻和体重减轻。这种疾病很难治疗,通常需要住院治疗。

atlas是最大的单个细胞的研究迄今为止从克罗恩病的患者,并且包含超过700000个细胞的基因表达谱从71年健康个体和病人在不同程度的炎症。

发表在免疫力,这些发现提供了一个详细的细胞生物过程潜在的克罗恩病的画像是独一无二的小肠和大肠。数据还揭示基因和通路参与疾病并发症的,这可能有一天成为新药的目标。此外,结果可以帮助研究人员预测,最终防止耀斑的症状,或理解为什么有些病人对治疗的反应和其他人没有。

“我们开始看到,克罗恩病不是一种疾病,它有许多亚型,“Ramnik泽维尔说,这项研究的资深作者,核心机构成员和卡拉曼细胞天文台主任广泛。泽维尔也是库尔特·j·Isselbacher哈佛医学院医学教授,计算和综合生物学中心主任和核心成员的麻省综合医院,分子生物学和微生物信息中心的副主任和麻省理工学院的疗法。Lingjia香港,泽维尔的实验室研究科学家,是该研究的第一作者。

“我们真的想建立一个资源的领域,”雅克Deguine说,作者的研究和广泛的免疫学项目副主任。“地图册在一系列的疾病,但是现在我们的领域已经足够,我们就可以开始解决这些问题在复杂疾病,涉及不同的器官。这是移动针一个个性化的理解生物学。”

炎症的见解

以前的遗传研究已经确定了超过200个地方基因组与克罗恩病相关。但泽维尔的团队知道能充分了解这种疾病,他们会需要一个细胞捕获的全部复杂性的地图。他们研究了发炎和non-inflamed细胞胃肠道的两段:大肠和回肠的最后一段小肠,经常在克罗恩病的影响。

科学家们使用单细胞RNA基因测序分析个体的肠道细胞的活动。他们发现,免疫细胞和肠道内的基质,细胞形状和支持底层结缔组织疾病期间——改变成分。肠道粘膜显示更多的基因表达的变化,一些大型或小肠的变化。他们还发现,先前与疾病风险基因的表达是不同的在每一个器官。

“我认为这确实奠定了基础为理解为什么克罗恩病炎症表现在一个器官与另一个,和一些治疗可能会如何影响不同的疾病亚型不同,“Deguine说。

对个性化医疗

约50 - 60%的克罗恩病的患者对药物的反应和一些经验复发的症状。泽维尔说,这表明,克罗恩病是由各种各样的生物机制要求针对个别病人的治疗。他和Deguine补充说,他们的许多团队的发现可能指向目标的个性化治疗。例如,他们确定了三个基因参与胶原蛋白的生产,可能导致疤痕组织在肠道,肠道硬,无法传递食物——克罗恩病的常见并发症。

令他们吃惊的是,研究人员发现,克罗恩病的患者某些基因表达签名即使其组织看起来不发炎。这可能表明有检测疾病的迹象,即使组织似乎愈合内窥镜检查。了解这些途径导致的轻度炎症可能有助于预测症状何时爆发。

在未来,泽维尔的团队计划扩展他们的阿特拉斯通过收集病人的样本范围的祖先。Deguine还希望研究患者不同治疗前后跟踪他们的疾病进展如何。

“这些项目是合作研究,包括患者、临床医生、临床协调员,发电机,数据和计算生物学家,”泽维尔说。“这是变得明显,这是生物学需要做对人类疾病有一个真正的影响。”

参考:香港L, Pokatayev V, Lefkovith, et al .免疫失调的景观在克罗恩病了单细胞转录组分析回肠和结肠。免疫力。在线发表在2023年1月:S1074761323000122。doi:10.1016 / j.immuni.2023.01.002

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