和表达的配对单细胞成像,以绘制身份和功能的地图

科学领域:

• 心脏病学 心脏病学
• 细胞生物学 细胞生物学
• 生物物理学的生物物理.

背景情况:

• 细胞身份通常从分子标记中推断出来,而功能则单独测量,限制单细胞分辨率.
• 在心肌细胞中,这种脱节阻碍了对人类诱导的多能干细胞衍生心肌细胞 (iPSC-CMs) 的功能异质性的理解.
• 现有的方法缺乏直接将活体功能测量与单细胞水平上的分子身份联系起来的能力.

研究的目的:

• 引入一种新的成像框架 - - CARBONITE (表情识别之前的记录).
• 为了能够在同一个心肌细胞内进行定量功能分子映射.
• 研究iPSC-CMs中动态,分子标记物和细胞状态之间的关系.

主要方法:

• 开发了CARBONITE,一个可扩展的单细胞成像框架,将活动态与蛋白质表达和空间表型结合起来.
• 在96孔板中利用高含量成像,将每细胞的短暂特征与免疫光识别结合起来.
• 将框架应用于混合的iPSC-CM群体,以分析功能和分子异质性.

主要成果:

• 碳酸盐在iPSC-CM种群中的过渡动态和标志物表达中显示出显著的异质性.
• 过渡形状将分离的细胞分成两个离散的功能状态,与周核ANP丰富和核化状态 (单核与双核) 相关.
• 双核细胞更有可能呈现尖峰状的过渡物,这表明核化是影响心肌细胞功能的关键因素.

结论:

• 碳酸是一种功能多式单细胞平台,用于剖析细胞身份和功能.
• 核化状态是影响处理的心肌细胞身份的主导,低估的轴.
• 这个平台为了解心脏发育和疾病中的功能提供了基础.