Dankzij high-throughput eencellige RNA-sequencing (scRNA-seq) is het mogelijk om op organisch niveau eencellige transcriptomische atlassen te construeren. Er zijn bijvoorbeeld met succes celatlassen voor gewervelde en ongewervelde systemen gegenereerd, zoals het Human Cell Landscape (HSC), Mouse Cell Atlas (MCA), Zebrafish Cell Landscape (ZCL) en Drosophila-embryo. De meeste van deze studies zijn echter beperkt tot één specifieke soort of periode en slagen er dus niet in om een ​​grondige vergelijking te maken tussen verschillende soorten en weefsels.

Het onderzoeksteam onder leiding van Assoc. Prof. Han Xiaoping en Prof. Guo Guoji van de Zhejiang University School of Medicine gebruikten Microwell-seq-technologie om meer dan 2,6 miljoen afzonderlijke cellen van muizen, zebravissen en Drosophila in verschillende levensfasen te profileren. Op basis van deze uitgebreide datasets construeerden ze een cellandschap tussen soorten en onderzochten ze gemeenschappelijke paden die gedurende hun hele leven veranderen. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nucleic Acids Research .

Han &Guo et al. identificeerde de neiging van celtypen en genen die veranderden met ontwikkeling en leeftijd bij muizen, zebravissen en Drosophila, en ontdekte dat de proporties van immuuncellen geleidelijk toenam met de leeftijd in de drie soorten. Bij muizen nam het aandeel T-cellen af ​​met de leeftijd, terwijl dat van B-cellen toenam; de ontstekingsreactie van weefsels steeg ook met de leeftijd.

Genexpressietrajecten vertoonden vergelijkbare trends in de drie soorten gedurende hun levenscyclus:immuunresponsen werden geactiveerd terwijl mitochondriaal metabolisme-gerelateerde routes naar beneden werden gereguleerd. Bovendien onthulde analyse van transcriptiefactorregulatie dat sommige cellijnen werden gereguleerd door vergelijkbare genfamilies tussen soorten.

Soortenoverschrijdende analyse bij muizen, ratten, zebravissen, Drosophila en Nematostella toonde aan dat immuunresponsen en mitochondriale functies twee belangrijke signaalroutes waren in het verouderingsproces. Door transcriptiefactoractiviteit en de correlaties tussen opwaarts gereguleerde en neerwaarts gereguleerde genen te meten, Han &Guo et al. identificeerde enkele transcriptiefactoren die mogelijk betrokken zijn bij immuniteit, lipidenmetabolisme en energiemetabolisme en die een regulerende rol spelen in het verouderingsproces bij meerdere soorten.

Door twee jaar oude muizen te behandelen met het door de FDA goedgekeurde medicijn pioglitazon (PGZ), ontdekten ze dat het verouderingsfenotype werd verlicht. Hieruit bleek dat mitochondriaal metabolisme en ontsteking tijdens veroudering met elkaar verbonden kunnen zijn via intrinsieke regulerende netwerken, en PGZ-behandeling zou de oxidatieve en inflammatoire status, celveroudering en lipidemetabolisme effectief kunnen moduleren.

Deze studie zal naar verwachting waardevolle bronnen opleveren voor onderzoek naar de ontwikkeling van afstammingslijnen, rijping en veroudering. + Verder verkennen

Wetenschappers identificeren cel-lot regulerende programma's met behulp van eencellige atlas van muisontwikkeling