एकल सेल शाही सेना seq विकसित करने के लिए सही ढंग से यों सेल विशिष्ट दवा प्रभाव में अग्नाशय islets — ScienceDaily


अग्न्याशय एक उदर अंग पैदा करता है कि पाचन एंजाइमों के रूप में अच्छी तरह के रूप में है कि हार्मोन को विनियमित रक्त में शर्करा के स्तर की है । इस हार्मोन के उत्पादन समारोह में स्थानीयकृत है करने के लिए islets के Langerhans, जो का गठन समूहों के अलग अलग अंत: स्रावी सेल प्रकार. उन लोगों के बीच रहे हैं, बीटा कोशिकाओं है, जो हार्मोन का उत्पादन इंसुलिन की जरूरत को कम करने के लिए ग्लूकोज (एक प्रकार की शर्करा) की मात्रा हमारे खून में है, के रूप में अच्छी तरह के रूप में अल्फा कोशिकाओं है, जो उत्पन्न हार्मोन ग्लूकागन के आरोप में ऊपर उठाने के रक्त में ग्लूकोज का स्तर.

टाइप 1 मधुमेह एक पुरानी बीमारी है जिसमें शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली गलती से हमलों और नष्ट कर देता है अग्न्याशय’ इंसुलिन के उत्पादन बीटा कोशिकाओं. पुनर्योजी चिकित्सा करना की भरपाई करने के लिए बीटा सेल जन, और इस प्रकार का समर्थन और अंतत: स्थानापन्न के वर्तमान इंसुलिन प्रतिस्थापन चिकित्सा. परिवर्तन करने के लिए आइलेट रचना, सहित अपर्याप्त बीटा सेल समारोह और बीटा सेल dedifferention, यह भी योगदान करने के लिए, प्रकार द्वितीय मधुमेह. इसलिए, एक गहरी समझ की पहचान और crosstalk के विभिन्न आइलेट सेल प्रकार के सुराग के लिए एक बेहतर लक्षण वर्णन के मधुमेह के दोनों रूपों और योगदान कर सकते हैं के विकास के लिए उपन्यास चिकित्सकीय अवधारणाओं.

एकल सेल transcriptomics है एक शक्तिशाली तकनीक को चिह्नित करने के लिए सेलुलर पहचान है । इससे पहले, CeMM शोधकर्ताओं क्रिस्टोफ Bock और स्टीफन Kubicek के समूहों पर CeMM प्रकाशित पहली एकल कोशिका transcriptomes से प्राथमिक मानव अग्नाशय आइलेट कोशिकाओं. प्रगति प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में है के बाद से सक्षम अपने आवेदन की पीढ़ी के लिए वैश्विक मानव और माउस एकल कक्ष transcriptome एटलस. इन अग्रिमों के बावजूद, एक सेल दृष्टिकोण रहेगा तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण दिया है कि miniscule आरएनए मात्रा में मौजूद है पूरी तरह से इस्तेमाल किया में प्रयोग. इसलिए, यह आवश्यक है सुनिश्चित करने के लिए गुणवत्ता और शुद्धता के परिणामस्वरूप एकल कोशिका transcriptomes.

CeMM में शोधकर्ताओं ने दो योगदान प्रयोगशालाओं की पहचान अप्रत्याशित रूप से उच्च हार्मोन अभिव्यक्ति में गैर-अंत: स्रावी सेल प्रकार, दोनों अपने स्वयं के डाटासेट के रूप में अच्छी तरह के रूप में अन्य प्रकाशित एकल कोशिका के अध्ययन. वे बाहर सेट करने के लिए स्पष्ट है कि क्या इस का परिणाम होगा संदूषण द्वारा आरएनए अणुओं, उदाहरण के लिए, मर कोशिकाओं से, और यह कैसे हो सकता है हटाया प्राप्त करने के लिए एक और अधिक विश्वसनीय डेटासेट. इस तरह के प्रदूषण लगता है वर्तमान में एकल सेल आरएनए-seq डेटा से सबसे ऊतकों गया था, लेकिन सबसे अधिक दिखाई में अग्नाशय islets. आइलेट अंत: स्रावी कोशिकाओं रहे हैं विशेष रूप से समर्पित करने के लिए उत्पादन एक हार्मोन है, और में इंसुलिन बीटा कोशिकाओं और ग्लूकागन अल्फा कोशिकाओं में व्यक्त कर रहे हैं उच्च स्तर के लिए की तुलना में ठेठ “गृह” जीन. इस प्रकार, पुनर्वितरण के इन टेप करने के लिए अन्य प्रकार की कोशिकाओं की अत्यधिक सुनाया । इस के आधार पर अवलोकन, अपने लक्ष्य को विकसित करने के लिए, को मान्य और लागू करने के लिए एक विधि प्रयोगात्मक निर्धारित है और computationally निकालने के लिए इस तरह संदूषण.

जांच में उनके CeMM शोधकर्ताओं का इस्तेमाल किया नुकीला-में कोशिकाओं से अलग-अलग सेल प्रकार, दोनों माउस और मानव के नमूने, कि वे जोड़ा गया करने के लिए उनके अग्नाशय आइलेट नमूने हैं । महत्वपूर्ण बात है, transcriptomes के इन कील-सेल में पूरी तरह से थे की विशेषता. यह उन्हें अनुमति को नियंत्रित करने के लिए आंतरिक रूप से और सही रूप के स्तर पर शाही सेना संदूषण में एकल सेल आरएनए-seq दे रही है, कि मानव टेप में पता चला माउस कील-में कोशिकाओं का गठन contaminating आरएनए. इस तरह से, वे पाया है कि नमूने के एक संदूषण के स्तर से ऊपर 20% करने के लिए, और करने में सक्षम थे को परिभाषित संदूषण में प्रत्येक नमूने हैं । वे तो विकसित एक उपन्यास जैव सूचना विज्ञान दृष्टिकोण करने के लिए computationally निकालें contaminating से पढ़ता एकल कोशिका transcriptomes.

अब प्राप्त एक “decontaminated” transcriptome से, जो नकली संकेत हटा दिया गया है, वे दीं चिह्नित करने के लिए कैसे सेलुलर पहचान में अलग सेल प्रकार के लिए प्रतिक्रिया व्यक्त के साथ उपचार के तीन अलग अलग दवाओं है । उन्होंने पाया कि एक छोटा सा अणु अवरोध करनेवाला के प्रतिलेखन कारक FOXO1 लाती है dedifferentiation के दोनों अल्फा और बीटा कोशिकाओं. इसके अलावा, वे अध्ययन किया artemether है, जो पाया गया था कम करने के समारोह के अल्फा कोशिकाओं और उत्पन्न कर सकता है इंसुलिन के उत्पादन में दोनों में vivo और इन विट्रो में अध्ययन करता है । दवा के प्रभाव artemether थे प्रजातियों की विशिष्ट और सेल प्रकार विशिष्ट. अल्फा कोशिकाओं के एक अंश कोशिकाओं बढ़ जाती है इंसुलिन अभिव्यक्ति और लाभ के पहलुओं बीटा सेल की पहचान, दोनों में माउस और मानव नमूनों. महत्वपूर्ण बात है, शोधकर्ताओं ने पाया है कि मानव बीटा कोशिकाओं, वहाँ है कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन में इंसुलिन अभिव्यक्ति, जबकि माउस में islets बीटा कोशिकाओं को कम इंसुलिन अभिव्यक्ति और समग्र बीटा सेल की पहचान है.

इस अध्ययन का परिणाम है, एक पार अनुशासनिक सहयोग की प्रयोगशालाओं के स्टीफन Kubicek और क्रिस्टोफ Bock पर CeMM के साथ पैट्रिक Collombat संस्थान में जीव विज्ञान के Valrose (फ्रांस). यह पहला अध्ययन है लागू करने के लिए एकल कोशिका अनुक्रमण विश्लेषण करने के लिए गतिशील दवा प्रतिक्रिया में बरकरार पृथक ऊतक है, जो से लाभान्वित उच्च मात्रात्मक सटीकता के परिशोधन विधि है । यह प्रदान करता है इस प्रकार न केवल एक उपन्यास विधि के लिए एकल कोशिका परिशोधन और अत्यधिक मात्रात्मक एकल कोशिका विश्लेषण के दवा प्रतिक्रियाओं में बरकरार ऊतकों, लेकिन यह भी पते का एक महत्वपूर्ण वर्तमान प्रश्न में आइलेट कोशिका जीव विज्ञान और मधुमेह अनुसंधान. इन निष्कर्षों को खोल सकता है संभावित चिकित्सीय रास्ते के इलाज के लिए प्रकार 1 मधुमेह भविष्य में.



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