Каждая клетка человеческого тела обладает всей генетической информацией – ДНК – этого человека. Однако клетки активно читают только ту часть ДНК, которая им необходима для выполнения своих функций; какая это часть зависит от типа ячейки. Соответствующие гены транскрибируются в РНК, которая служит основой для производства белков. С помощью метода, называемого секвенированием одноклеточной РНК (scRNA-seq), исследователи могут изучить присутствие и количество РНК в отдельных клетках и, таким образом, получить представление о профилях экспрессии генов этих клеток.
Верхний желудочно-кишечный тракт
В новой публикации Cell Reports исследователи из лаборатории Клеверса описывают, как они использовали scRNA-seq для исследования профилей экспрессии генов различных типов клеток вдоль эпителия – тонкого защитного слоя клеток – верхних отделов желудочно-кишечного тракта. тракт. Этот тракт включает пищевод, желудок и верхнюю часть тонкой кишки. С этой целью они взяли биопсию здоровой ткани человека и сравнили полученные данные с наборами данных мышей.
Хотя основная цель статьи состояла в том, чтобы охарактеризовать и описать различные типы клеток в этих органах, исследователи также получили несколько интересных открытий.
Клетки, продуцирующие гормоны
Они обнаружили популяцию стволовых клеток пищевода с высокой экспрессией гена COL17A1. Хотя известно, что мутации в этом гене приводят к развитию образования пузырей на коже, у этих пациентов редко сообщается о дефектах, связанных с пищеводом.
Кроме того, исследователи охарактеризовали клеточный состав желудка и обнаружили, что клетки, ответственные за выработку гистамина, также экспрессируют лютеинизирующий гормон (ЛГ). Этот гормон наиболее известен своей ролью в овуляции во время женского репродуктивного цикла и в регулировании уровня тестостерона у мужчин.
Почему эти клетки желудка производят ЛГ, неизвестно и требует дальнейших исследований.
Редкий тип клеток
Изучая верхнюю часть тонкой кишки, исследователи обнаружили редкий тип клеток с высокой экспрессией 4 генов, которые связаны с секрецией больших объемов воды.
Самый известный член – ген CFTR. Мутации в CFTR вызывают кистозный фиброз (CF), заболевание, которое в основном проявляется в легких. Однако пациенты с МВ также испытывают проблемы, связанные с желудочно-кишечной непроходимостью.
Это вызвано липким, недостаточно гидратированным слоем слизи, что, скорее всего, связано с экспрессией гена CFTR в тонком кишечнике.
Перевод результатов
Сравнение наборов данных человека и мыши для органов желудочно-кишечного тракта выявило различия в паттернах экспрессии генов между людьми и мышами. Например, клетки желудка, продуцирующие ЛГ, наблюдались только у людей, а клетки этого типа, секретирующие большие объемы воды, не существуют у мышей. В целом, эти различия были более значительными, чем ожидалось изначально. Это усложняет перевод результатов, полученных на мышах, на людей, и для подтверждения результатов, специфичных для человека, необходимо использовать другие методы. «Мы могли бы, например, использовать органоиды для уточнения наших текущих результатов», – говорит Георг Бюсслингер, первый автор статьи.
Органоидная технология
Хотя результаты, описанные в статье, таким образом, нуждаются в функциональном подтверждении, они приближают область науки к знанию точного состава клеток желудочно-кишечного тракта и того, что эти типы клеток могут делать. "Результаты дают представление о молекулярных характеристиках отдельных типов клеток и о том, как они могут функционировать в здоровом эпителии.
Более того, эти данные служат источником информации для ученых во всем мире », – заключает Бусслингер.