Изчерпателен атлас на ендотелните клетки напредва в изследванията на диабета

Изчерпателен атлас на ендотелните клетки напредва в изследванията на диабета

Разнообразните популации от ендотелни клетки, които покриват кръвоносните съдове в произвеждащите инсулин "острови" на човешкия панкреас, са известни като трудни за изследване, но изследователите от Weill Cornell Medicine сега успяха да детайлизират подробно уникалните свойства на тези клетки. Полученият атлас напредва в основните изследвания на биологията на панкреаса и може да доведе до нови стратегии за лечение на диабет и други заболявания на панкреаса.

В проучването, публикувано на 6 февруари в Nature Communications, изследователите разработиха серия от методи за бързо изолиране и профилиране на ендотелни клетки, наречени ISECS (специфични за островчета ендотелни клетки) от донорен панкреас. ISEC осигуряват критична подкрепа за функциите на островчетата, но умират много бързо, когато се отделят от панкреаса, като се използват стандартни техники за изолиране на клетки. С техния силно оптимизиран подход, изследователите успяха да анализират голям брой ISCs за първи път, картографирайки техните молекулярни сигнатури и взаимодействия с други типове панкреатични клетки.

Наборът от данни, генериран в това проучване, е първият, който обхваща пълното разнообразие от ендотелни клетки в панкреаса и очакваме да бъде важен ресурс за нашата и много други изследователски групи. “

Д-р Дейвид Редмънд, старши автор, асистент по изчислителна биология в Института Хартман за терапевтична регенерация на органи, Weill Cornell Medicine

Въпреки че точните молекулярни сигнатури на ISECS бяха неизвестни, учените имаха доказателства, че тези клетки поддържат съзряването на островните клетки, дейностите по секреция на инсулин и оцеляването. Те също така са важни за дългосрочното оцеляване на трансплантациите на островчета, които рядко се използват за лечение на диабет тип 1 поради имунни усложнения, но биха могли потенциално да бъдат лек, ако настоящите пречки бъдат преодолени.

За изследването първият автор д-р Ребека Крейг-Шапиро, асистент по хирургия в Weill Cornell Medicine и трансплантационен хирург в NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center, който работи в тясно сътрудничество с членовете на института Хартман върху починали донори на органи.

„Използвайки нашия нов подход и използвайки това, което вече е известно за ISECs, успяхме да изолираме и обработим тези клетки в много голям брой – повече от 30 000 – както и около 75 000 други клетки на панкреаса, позволявайки всички те да бъдат поддържани жизнеспособни достатъчно дълго, за да извършат едноклетъчно РНК секвениране“, каза д-р Крейг-Шапиро.

Данните за секвениране на РНК, които предоставят моментни снимки на генната активност във всяка клетка, позволиха на изследователите да определят характерните сигнатури на генната активност на ISECs, както и на други клетки на панкреаса, включително ендотелни клетки от неостровната част на панкреаса.

„Използвайки нашите данни за секвениране на РНК, ние също успяхме да идентифицираме поддържащи клетки, които комуникират с ISEC и други ендотелни клетки в съответните им отделения на панкреаса“, каза съавторът Кевин Чен, изследователски техник в лабораторията Rafii.

Въпреки че предишни проучвания на клетките на панкреаса, особено за ISEC, бяха непълни, изследователите отбелязаха, че предишните данни до голяма степен съвпадат с техните резултати, където и да се припокриват.

„Успяхме да интегрираме нашите данни с три други публикувани набора от данни, за да предоставим подробно потвърждение на нашите резултати и да доведем до много по-пълен клетъчен атлас“, каза съавторът д-р Ге Ли, научен сътрудник в лабораторията Rafii.

Тъй като инсулинът се произвежда в островчетата на панкреаса, те също са основен фокус за изследване на диабета. Използвайки новите данни заедно със съществуващите набори от данни за генна активност в диабетна панкреатична тъкан, изследователите каталогизираха ендотелни гени и сигнални пътища, които изглеждат нарушени при диабет - и може да са цели за бъдещи терапии.

„Този ​​изчерпателен атлас ни предоставя силна основа за разработване на стратегии за възстановяване на функцията на ISECs и други клетки при диабет и други заболявания на панкреаса“ Hartman Institute и Ansary Stem Cell Institute и Arthur B. Belfer, професор по генетична медицина в Weill Cornell Medicine.

В момента изследователите използват новия си атлас за няколко последващи усилия, включително разработване на техники за производство на ISEC от други клетки, каза д-р Рафии, който също е член на Englander Institute for Precision Medicine, Sandra and Edward Meyer Cancer Center в Weill Cornell Medicine.

източници: