Gesundheit

Eine Zelle zu einem Zeitpunkt, Forscher erstellen Sie eine Blaupause von Leber-Zellen in Gesundheit und Krankheit

In jedes Gewebe in unserem gesamten Körper, verschiedene Zelltypen kommunizieren und koordinieren Ihre Bemühungen, um lebenswichtige Funktionen erfüllen und Erhaltung der Gesundheit.

In einer neuen Studie von der University of Michigan-Forscher haben nun erstellt eine hochauflösende Abbildung der Zellen auf die Arbeit im inneren ein wichtiger Umschlagplatz des Stoffwechsels — Leber — und wie die einzelnen Zelltypen umprogrammiert in Krankheit.

Die Erkenntnisse, geplant zu veröffentlichen. Aug. 8 in der Fachzeitschrift Molecular Cell, offenbaren nicht nur eine detaillierte Karte von Zelle-zu-Zelle-Signal in der Leber, aber auch das identifizieren von zellulären Veränderungen, die potenziell fahren das Fortschreiten der alkoholischen steatohepatitis oder NASH, eine schwere form der Fettleber mit keine wirksamen Therapien.

Bis vor kurzem, Wissenschaftler analysieren könnte, was war, die nur über eine Mischung von Zellen in einem bestimmten organ oder Gewebe. Aber es fehlte die Technologie, um zu entziffern, die verschiedene Zellen in dieser komplexen Mischung und sehen, wie jede Art beteiligt war, im gesamten Gewebe, Gesundheit und Funktion.

„Das war eine Frage, die wir wirklich angehen wollte mit dieser Studie: Können wir eine high-definition-Bild von jedem Zelltyp in der Leber, welche signaling-Moleküle werden freigesetzt, die von jedem dieser verschiedenen Zelltypen und was Sie fähig sind, zu reagieren?“, sagte Jiandie Lin, senior-Autor der Studie und professor an der U-M-Institut für Life Sciences. „Jetzt, mit der neuen single-cell-RNA-Sequenzierung Technologie, können wir das tun.“

Single-cell sequencing können die Forscher isolieren von Zellen aus einer Gewebeprobe, und bestimmen Sie die genaue Reihenfolge der Nukleinsäuren — die Moleküle, aus denen die DNA und RNA — in jeder Zelle. Forscher können diese Informationen verwenden, um zu entdecken, neue Zelltypen und Aktivitäten innerhalb des Gewebes.

Lin und seine Kollegen auf diese neue recherche-tool erhalten Sie eine gen-Ausdruck-profile für einzelne Leberzellen. Durch den Vergleich von Daten aus Maus-und menschlichen Leber, die Forscher legte ein bauplan der Zellen, den Betrieb in der Leber, die Signale, die die Zellen produzieren, und die Zellen empfangen diese Signale. Die Informationen liefert eine beispiellose details, die dazu beitragen, eine high-definition-Karte von cell signaling in der Leber.

Sie haben auch im Vergleich der gesunden Leber mit Kranken Lebern, um zu bestimmen, wie die zelluläre Eigenschaften ändern sich in NASH-Lebern. Patienten mit dieser schweren form der Fettleber sind eher zu erleben, Leberzirrhose und Leberkrebs. NASH ist Häufig assoziiert mit dem metabolischen Syndrom; jedoch, die genauen Auslöser, Antrieb Fortschreiten der Krankheit bleiben schlecht verstanden.

„Wir wollten zu decodieren, was genau Los ist für jede Zellart während der Krankheit,“, sagte Lin, der auch ein professor der Zelle und der Entwicklungsbiologie an der U-M Medical School. „Können wir entdecken neue Biologie, neue krankheitsmechanismen, vielleicht sogar neue therapeutische targets mittels single-cell-Analyse?“

Mit einem Maus-Modell von NASH, fanden die Forscher heraus, dass die fülle der Zellen innerhalb der Leber verändert mit der Krankheit, aber so haben die Eigenschaften der einzelnen Zelle geben. Insbesondere Zellen, die sogenannten Makrophagen vorhanden waren, deutlich höhere Anteile bei Kranken Lebern und waren mehr aktiv produziert ein protein namens Trem2 (für „auslösende Rezeptoren exprimiert auf myeloischen Zellen 2“).

Die Entstehung von Trem2-markierten Makrophagen wurde auch beobachtet, in der Leber aus einer Kohorte von menschlichen NASH-Patienten. Was mehr ist, die Anwesenheit von Trem2 wurde auch im Zusammenhang mit der schwere der Erkrankung, da die Leber immer mehr kranke, die Zellen produzierten mehr Trem2; als NASH verbessert, Trem2 Ebenen verringert.

Und die Analyse von einzelnen Zellen, die auch enthüllt neue Informationen über sternförmige Zellen, die sogenannten hepatischen sternzellen, die bekanntermaßen dazu beitragen, die Leber-Fibrose. In dieser neuen Studie, die Forscher entdeckt, dass die sternzellen sind aktiv und sezernieren verschiedene Signalmoleküle, genannt „stellakines,“ und reagieren auf Hormone, die in der Regel handeln auf Blutgefäße im Körper.

„Die Ergebnisse auf den hepatischen sternzellen haben uns wirklich überrascht“, sagte führen Studie Autor Xuelian Xiong. „Und Sie unterstreichen die macht der Einzel-Zell-Biologie in der Entdeckung neuer Formen der Zell-Kommunikation und Funktion.“

Studie Autoren gehören auch: Henry Kuang, Sahar Ansari, Tongyu Liu, das Jianke Gong, Xuyun Zhao, Yewei Ji, Liang Guo, Linkang Zhou, Zhimin Chen, Meng Ting Chung, Katsuo Kurabayashi, Judy Opp, Robert Lyons, Ling Qi, X. Z. Shawn Xu, Siming Li, Jun Li und Lumeng Carey, alle U-M;. Chuan Li und Beiyan Zhou, University of Connecticut; Paola-Leon-Mimila, Adriana Huertas-Vazquez und Aldons Lusis an der University of California, Los Angeles; Francisco Campos-Pérez, Instituto Nacional de Ciencias medicas und Notizen y Ernährung Salvador Zubiran, Mexiko; Hugo Villamil-Ramírez und Samuel Canizales-Quinteros, Unidad de Genómica de Poblaciones Aplicada a la Salud, Mexiko; und Shuai Wang Yonghao Yu, University of Texas Southwestern Medical Center.

Die Forschung wurde unterstützt von den National Institutes of Health, Michigan Diabetes Research Center, Welch Foundation, UCLA Klinische und Internen Award -, und U-M.