Характеристика различных типов клеток верхних отделов желудочно-кишечного тракта
Исследователи из группы Ханса Клеверса идентифицировали и охарактеризовали редкие типы клеток в верхних отделах желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Используя секвенирование РНК единичных клеток (scRNA-seq), они изучили клеточный состав пищевода, желудка и верхней части тонкой кишки. Работа содержит детальный анализ экспрессии генов для всех эпителиальных клеток этих органов. Кроме того, был идентифицирован редкий тип клеток, который, вероятно, отвечает за секрецию больших объемов воды у человека. Эти клетки могут быть связаны с желудочно-кишечными нарушениями у пациентов с муковисцидозом. Статья опубликована в Cell Reports 9 марта и служит ресурсом для других ученых.
Верхние отделы ЖКТ
Ученые применили scRNA-seq для исследования профилей экспрессии генов различных типов клеток эпителия — тонкого защитного слоя — верхних отделов ЖКТ. Они использовали биопсии здоровой человеческой ткани и сравнили данные с наборами данных мышей.
Гормон-продуцирующие клетки
- В пищеводе обнаружена популяция стволовых клеток с высокой экспрессией гена COL17A1. Хотя мутации в этом гене, как известно, приводят к развитию буллезного эпидермолиза кожи, нарушения, связанные с пищеводом, у таких пациентов почти не описаны.
- В желудке охарактеризованы клетки, ответственные за выработку гистамина, которые также экспрессируют лютеинизирующий гормон (LH). Причина продукции LH этими клетками желудка неизвестна и требует дальнейшего изучения.
Редкий тип клеток
В верхней части тонкой кишки обнаружен редкий тип клеток с высокой экспрессией 4 генов, связанных с секрецией больших объемов воды. Наиболее значимый из них — ген CFTR. Мутации в CFTR вызывают муковисцидоз (МВ), который в основном проявляется в легких. Однако у пациентов с МВ также наблюдаются проблемы, связанные с желудочно-кишечной непроходимостью, вызванной липким, обезвоженным слоем слизи, что, вероятно, связано с экспрессией гена CFTR в тонкой кишке.
Перевод результатов
Сравнение данных человека и мыши выявило различия в паттернах экспрессии генов. Например, клетки желудка, продуцирующие LH, обнаружены только у людей, а тип клеток, секретирующий воду, у мышей отсутствует. Эти различия оказались более обширными, чем ожидалось, что осложняет перенос результатов, полученных на мышах, на человека. Для подтверждения человеческих данных можно использовать, например, органоидные технологии.
Значение работы
Результаты дают представление о молекулярных характеристиках отдельных типов клеток и их возможной функции в здоровом эпителии. Эти данные служат ресурсом для научного сообщества.