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Forced Transdifferentiation01:28

Forced Transdifferentiation

2.4K
Transdifferentiation, also known as lineage reprogramming, was first discovered by Selman and Kafatos in 1974 in silkmoths. They observed that the moths’ cuticle-producing cells transformed into salt-producing cells. Many such cases of natural transdifferentiation occur in organisms. In humans, pancreatic alpha cells can become beta cells. In newts, the loss of the eye’s lens causes the pigmented epithelial cells to transdifferentiate into the lens cells.
Artificial...
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単細胞トランスクリプトミックは,線維細胞から心筋細胞への運命変換を再構築する.

Ziqing Liu1,2, Li Wang1,2, Joshua D Welch3

  • 1McAllister Heart Institute, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, North Carolina 27599, USA.

Nature
|October 27, 2017
PubMed
まとめ

直接的な系統変換は再生のための新しい細胞を生成することができます. 単細胞RNA配列解析により,スプライシング因子Ptbp1を抑制すると,フィブロブラストを誘導性心筋細胞 (ICM) に再プログラムする効率が向上することが明らかになった.

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科学分野:

  • 細胞生物学
  • 再生医療
  • ゲノミクス

背景:

  • 直接的な系統変換は組織再生と疾患モデリングの有望な戦略です
  • 細胞の異質性と非同期的な進行により,標的細胞の運命にフィブロブラストの再プログラミングのダイナミックなプロセスを研究することは困難です.
  • これらの複雑な細胞変異の微妙さを捉えるには 大量ゲノム解析技術は不十分です

研究 の 目的:

  • 単細胞RNA配列解析を用いてマウスの線維細胞を誘導心肌細胞 (ICM) に直接再プログラムする際のダイナミックなトランスクリプトームの変化を調査する.
  • 異なる細胞サブポポレーションを特定し,再プログラム軌道を理解し, 重要な規制要因を明らかにします.
  • iCM誘導の効率性におけるmRNA処理とスプライシング因子の役割を調査する.

主な方法:

  • 単細胞RNA配列解析 (scRNA-seq) を用いて,線維細胞再プログラミングの初期段階における全転写体変化を分析した.
  • 監視されていない次元縮小とクラスタリングアルゴリズムは,細胞サブポピュレーションとマップ再プログラムルートを識別するために使用されました.
  • iCM誘導におけるその役割を評価するために,Ptbp1などの候補遺伝子を,枯渇研究を含む機能分析を行った.

主要な成果:

  • scRNA-seqは,繊維細胞の再プログラム中に分別的に定義されたサブ集団を特定しました.
  • この研究では,誘発性心筋細胞 (ICM) 形成の経路とICM誘導と相関する細胞増殖が示されました.
  • mRNA処理とスプライシング因子の予想外のダウンレギュレーションが観察され,Ptbp1は心筋細胞特異のスプライシングとICM再プログラムに対する重要な障壁として特定されました.

結論:

  • 単細胞トランスクリプトミックは,再プログラム軌道を再構築し,中間細胞状態を特定するための強力なアプローチを提供します.
  • Ptbp1はICMの再プログラムに重要な障壁として作用し,その枯渇は心臓の遺伝子発現と再プログラム効率を高めます.
  • この研究では,ICM濃縮のための新しい表面マーカーを特定し,再プログラム因子発現と細胞再プログラム進歩の間の相関を明らかにした.