Человеческие клубочковые клетки, полученные из плюрипотентных стволовых клеток, раскрывают новые данные о пластичности эпителиального ряда путем структурной и функциональной верификации
Авторы: Sone, N., Fujiwara, N., Keshta, A., Konishi, S., Toyoshima, M., Takaku, T., Takahashi, Y., Iwasaki, M., Yamamoto, T., G
Журнал: bioRxiv Subject Collection: Biology
Опубликовано:
Просмотры: 17
ПЕРЕВОД
> АННОТАЦИЯ
Гомеостаз эпителиальной выстилки дыхательных путей обеспечивается множеством специализированных типов клеток, центральную роль среди которых играют клубковые клетки, поддерживающие целостность эпителия и регулирующие воспаление. Внешние воздействия — аллергены, вирусные инфекции, загрязнители — преимущественно повреждают клубковые клетки, нарушая процессы регенерации эпителия и способствуя развитию заболеваний легких. Однако функциональные свойства клубковых клеток изучены недостаточно полно, отсутствуют адекватные модели человека. В данной работе создана надежная платформа для дифференцировки индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека (iPSC) в клубковые клетки, обладающие характерной секреторной активностью, правильной организацией эпителия и функциональными свойствами. Одноклеточный транскриптомный анализ и реконструкция траекторий развития показали неожиданную пластичность эпителиальных клеток: iPSC-деривированные клубковые клетки способны превращаться в многоклеточные эпителиальные клетки через промежуточное состояние — ранее неизвестную траекторию, связанную с деуторосомальным механизмом. Дополнительно выявлена подгруппа клубковых клеток, характеризующаяся признаками потенциальной дифференцировки в нейроэндокринные и бокаловидные клетки. Исследование демонстрирует пластичность клубковых клеток и создает платформу на основе iPSC для изучения развития, регенерации дыхательной системы и моделирования болезней лёгких.
Нормальное состояние эпителия дыхательных путей зависит от множества специализированных типов клеток, центральную роль среди которых играют клубочковые клетки, поддерживающие целостность эпителия и регулирующие воспалительные процессы. Повреждения, вызванные аллергенами, вирусными инфекциями или загрязнителями, преимущественно воздействуют на клубочковые клетки, нарушая процесс восстановления эпителиального слоя и способствуя развитию заболеваний легких. Тем не менее функциональные характеристики клубочковых клеток остаются недостаточно изученными, и пригодных моделей человека пока не существует.
Здесь мы создаем надежную платформу для дифференцировки индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека (iPSC) в клубочковые клетки, обладающие характерной секреторной функцией, правильной организацией эпителиальных слоев и функциональными свойствами. Одноклеточный транскриптомный анализ и прогнозирование траекторий развития линий показали неожиданное свойство пластичности эпителиальной ткани: iPSC-генерируемые клубочковые клетки способны превращаться в многоклеточные эпителиальные клетки через промежуточную стадию — ранее неизученный путь, называемый деутероосомальным переходом. Дополнительно выявлена отдельная подгруппа клубочковых клеток, характеризующаяся признаками потенциальной дифференцировки в нейроэндокринные и бокаловидные клетки.
Таким образом, данное исследование демонстрирует пластичность клубочковых клеток и создает основу для изучения развития, регенерации дыхательного тракта и моделирования болезней с использованием iPSC-платформы.