人类和老鼠肠道神经系统的单细胞分辨率
Eugene Drokhlyansky1, Christopher S Smillie1, Nicholas Van Wittenberghe1
1Klarman Cell Observatory, Broad Institute of MIT and Harvard, Cambridge, MA, USA.
Cell
|September 5, 2020
概括
这项研究开发了新的方法来绘制小鼠和人类单细胞分辨率的肠道神经系统 (ENS). 研究结果揭示了神经元的多样性,每日活动模式,以及衰老,疾病基因和内脏神经系统功能之间的联系.
科学领域:
- 神经科学
- 基因组学
- 胃肠病学
背景情况:
- 肠道神经系统 (ENS) 控制肠道功能,但由于罕见和多样化的细胞类型而复杂.
- 为了对内脏神经系统进行全面的分子分析,
研究的目的:
- 开发和应用新的单细胞分辨技术,以对小鼠和人类的内脏神经系统进行全面的分子表征.
- 发现神经元的多样性,确定细胞类型特异性的转录程序,并探索肠神经系统内的疾病关联.
主要方法:
- 开发了RAISIN RNA-seq,用于用与核糖体结合的mRNA分析完整的细胞核.
- 开发了MIRACL-seq用于使用滴状分析来无标签丰富罕见的ENS细胞类型.
- 为小鼠和人类的ENS生成大规模单核RNA测序图谱.
主要成果:
- 创建了一个鼠标ENS图谱,拥有超过100万个核,包括5068个神经元,揭示了显著的神经元多样性和昼夜表达变化.
- 鉴定了与衰老相关的基因失调,以及大肠和大肠之间不同的分子概况.
- 产生了超过40万个细胞核的人类ENS图谱,其中包括1445个神经元,识别了保存和特定物种的程序以及潜在的细胞与细胞相互作用.
- 发现人体内神经系统表达神经病,炎症和肠外疾病的风险基因.
结论:
- 开发的方法使得人们对内脏系统的复杂性有了前所未有的了解.
- 肠道神经系统表现出动态的昼夜调节和与年龄相关的分子变化.
- 人类内脏神经系统中的风险基因表达表明神经元对各种疾病的贡献.
