新发现的肺细胞类型
两个独立的研究小组报告的发现一个新的,在人工气道罕见类型的细胞,研究结果发表在独立的研究自然在同一天。
这些细胞似乎是活动的主要来源的雌性生殖道基因突变导致囊性纤维化,multiorgan疾病影响了全世界超过70000人。
尽管雌性生殖道几十年的研究和治疗囊肿性纤维化的进展,仍然没有有效的治疗。新发现显示,雌性生殖道活动集中在一个小,未知的细胞,作为未来的承诺目标对囊性纤维化治疗策略。
研究者命名为细胞“肺ionocytes”由于ionocytes相似之处,一个类型的细胞中发现淡水鱼类的鳃和青蛙的皮肤,调节盐平衡。
一组是由来自哈佛医学院的科学家(HMS)和诺华生物医学研究所的研究()。
另一组是由基于HMS研究者在马萨诸塞州总医院和麻省理工和哈佛大学的科学家们。
”研究人员努力治疗囊肿性纤维化,知道你看1%的细胞群似乎必不可少的任何类型的故障改善治疗或开发新的疗法,“Allon Klein说,共同通讯作者之一性质的研究和HMS系统生物学助理教授。
研究同时显示,在其他的新特点,罕见的和鲜为人知的细胞类型,扩展了当前的理解生物学和疾病肺。
囊性纤维化是一种令人惊讶的是研究疾病,我们仍然发现全新的生物可能改变我们的方法,“Jayaraj Rajagopal说,共同通讯作者,第二项研究和HMS医学教授质量一般。“我们现在有框架的新细胞叙事肺病。”
单细胞惊喜
两队开始着手建立一个阿特拉斯的细胞构成气道。使用单细胞测序技术,他们分析了成千上万的个体细胞中基因表达与人类和小鼠airways-one细胞。
比较基因表达模式和使用先前描述的细胞作为参考,综合目录创建的团队不同的细胞类型和状态,以及它们的丰度和分布。
团队的分析绘制出的遗传身份已知和之前从未描述细胞类型。一个新的细胞类型,他们叫肺ionocytes,尤为引人注目的是这些细胞比其他细胞表达高水平的雌性生殖道。
在1980年代末,雌性生殖道(囊性纤维化跨膜电导调节)编码的一种蛋白质,传输跨细胞膜氯离子。
CFTR突变检测的积累会导致厚粘液的肺、胰腺和其他器官,进而导致频繁的呼吸道感染和其他症状,囊性纤维化的特点。科学家们一直认为,雌性生殖道纤毛细胞在低水平表达,一种常见的呼吸道细胞类型。
然而,新的研究表明,绝大多数雌性生殖道表达发生在肺ionocytes,只占1%的呼吸道细胞。克莱恩,连同Aron Jaffe NIBR呼吸道疾病研究的领头人和同事另外表明雌性生殖道的活动,不仅仅是它的表达,与肺组织中ionocytes的数量。
“单细胞测序技术,专注努力地图在不同的组织细胞类型,我们新的discoveries-new细胞,不知道存在,细胞亚型,很少或没有注意到,即使在系统研究了几十年来,“说广泛的核心机构成员和麻省理工学院的生物学教授特拉维夫Regev Rajagopal研究共同通讯作者。
Regev时,和同事中断一个关键分子过程在小鼠肺ionocytes中,他们观察到的发病与囊性纤维化相关的关键特性,特别是形成密集的粘液。
这一发现突显出重要的这些细胞airway-surface监管,研究人员说。
在一起,团队的发现指出,治疗囊性纤维化的新策略,如增加肺ionocytes雌性生殖道活动的增加,贾菲说,谁是这项研究的共同通讯作者,克莱因。
这些细胞的识别也可以帮助指导团队试图使用CFTR基因疗法纠正检测突变,作者建议。
“我们可以使用此信息来更聪明,当我们设计囊性纤维化的治疗方法,”贾菲说。
这里和罕见的
团队的分析也揭示新的稀有或不良描述细胞状态和亚型,和特征变化某些细胞损伤后或在开发过程中。
克莱恩,杰夫和他的同事们,例如,确定了损害或损伤后细胞状态出现或扩大通过研究再生气管。使用InDrops单细胞测序技术开发的HMS克莱因和他的同事们,在多个点在再生期间,团队可以追踪特定细胞状态如何伤害响应转变。
Rajagopal, Regev和他的同事们开发了一种新方法叫做Pulse-Seq监控发展的老鼠气道细胞的祖细胞,证实在人体组织。通过添加一个标签祖细胞,它们表明成熟细胞在气道来自一个共同的祖称为基底细胞。
综合地图集的细胞类型和他们的基因指纹,在正常情况下和发展和再生,作为潜在疾病的基线数据未来的研究和其他与健康有关的条件下,根据研究团队。
Rajagopal,例如,罗格夫和他的同事们发现,一个基因与哮喘发展是由纤毛细胞特异表达。另一个基因与哮喘簇细胞中表达,这至少分成两个团队,感官气道中的化学物质,另一个产生炎症。这些发现可能通知理解和治疗的疾病。
“我们发现了一个整体分布似乎功能相关的细胞类型,“Rajagopal说。“更重要的是,与复杂的肺部疾病相关的基因现在可以与特定的细胞,我们的特点。数据开始改变我们思考的方式肺囊性纤维化等疾病和哮喘。”
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引用:
Plasschaert, l·W。Žilionis, R。Choo-Wing, R。Savova, V。Knehr, J。罗马,G。,。贾菲,a b (2018)。气道上皮的单细胞图谱揭示了CFTR-rich肺ionocyte。自然。
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