Paisaje celular de especies cruzadas construido a nivel de una sola célula

Gracias a la secuenciación de ARN unicelular de alto rendimiento (scRNA-seq), es posible construir atlas transcriptómicos unicelulares a nivel orgánico. Por ejemplo, se han generado con éxito atlas de células para sistemas de vertebrados e invertebrados, como el paisaje de células humanas (HSC), el atlas de células de ratón (MCA), el paisaje de células de pez cebra (ZCL) y el embrión de Drosophila. Sin embargo, la mayoría de estos estudios se limitan a una especie o período específico y, por lo tanto, no logran realizar una comparación exhaustiva entre diferentes especies y tejidos.

El equipo de investigación dirigido por Assoc. El Prof. Han Xiaoping y el Prof. Guo Guoji de la Facultad de Medicina de la Universidad de Zhejiang utilizaron la tecnología Microwell-seq para perfilar más de 2,6 millones de células individuales de ratones, peces cebra y Drosophila en diferentes etapas de la vida. Sobre la base de estos conjuntos de datos integrales, construyeron un paisaje celular de especies cruzadas e investigaron vías comunes que cambian a lo largo de su vida útil. Sus hallazgos se publican en la revista Investigación de ácidos nucleicos.

Han y Guo et al. identificó la tendencia de los tipos de células y genes que cambiaban con el desarrollo y la edad en ratones, peces cebra y Drosophila, y descubrió que las proporciones de células inmunitarias aumentaban gradualmente con la edad en las tres especies. En ratones, la proporción de células T disminuyó con la edad mientras que la de células B aumentó; la respuesta inflamatoria de los tejidos también ascendió con la edad.

Las trayectorias de expresión génica mostraron tendencias similares en las tres especies a lo largo de su ciclo de vida: las respuestas inmunitarias se activaron mientras que las vías relacionadas con el metabolismo mitocondrial se regularon a la baja. Además, el análisis de la regulación del factor de transcripción reveló que algunos linajes celulares estaban regulados por familias de genes similares en todas las especies.

El análisis de especies cruzadas en ratones, ratas, peces cebra, Drosophila y Nematostella demostró que las respuestas inmunitarias y las funciones mitocondriales eran dos importantes vías de señalización en el proceso de envejecimiento. Al medir la actividad del factor de transcripción y las correlaciones entre los genes regulados al alza y a la baja, Han & Guo et al. identificó algunos factores de transcripción que pueden estar involucrados en la inmunidad, el metabolismo de los lípidos y el metabolismo energético y desempeñar funciones reguladoras en el proceso de envejecimiento en múltiples especies.

Al tratar ratones de dos años con el fármaco pioglitazona (PGZ), aprobado por la FDA, descubrieron que se aliviaba el fenotipo del envejecimiento. Esto reveló que el metabolismo mitocondrial y la inflamación durante el envejecimiento podrían estar interconectados a través de redes reguladoras intrínsecas, y el tratamiento con PGZ podría modular eficazmente el estado oxidativo e inflamatorio, la senescencia celular y el metabolismo de los lípidos.

Se espera que este estudio proporcione recursos valiosos para la investigación sobre el desarrollo, la maduración y el envejecimiento del linaje.

Proporcionado por la Universidad de Zhejiang