Kattava endoteelisolujen atlas edistää diabeteksen tutkimusta

Kattava endoteelisolujen atlas edistää diabeteksen tutkimusta

Erilaisia ​​endoteelisolupopulaatioita, jotka reunustavat verisuonia ihmisen haiman insuliinia tuottavilla "saarilla", on ollut tunnetusti vaikea tutkia, mutta Weill Cornell Medicinen tutkijat ovat nyt onnistuneet selvittämään näiden solujen ainutlaatuiset ominaisuudet kattavasti. Tuloksena oleva atlas edistää haiman biologian perustutkimusta ja voi johtaa uusiin hoitostrategioihin diabetekseen ja muihin haimasairauksiin.

Tutkimuksessa, joka julkaistiin 6. helmikuuta Nature Communicationsissa, tutkijat kehittivät joukon menetelmiä endoteelisolujen nopeaan eristämiseen ja profilointiin, nimeltään ISECS (saarekekohtaiset endoteelisolut) luovuttajan haimasta. ISEC:t tarjoavat kriittistä tukea saareketoimintoille, mutta kuolevat hyvin nopeasti, kun ne erotetaan haimasta tavallisten solujen eristystekniikoiden avulla. Erittäin optimoidun lähestymistavan avulla tutkijat pystyivät analysoimaan suurta määrää ISC:itä ensimmäistä kertaa kartoittamalla niiden molekyyliset allekirjoitukset ja vuorovaikutukset muiden haimasolutyyppien kanssa.

Tässä tutkimuksessa tuotettu tietoaineisto on ensimmäinen, joka kaappaa haiman endoteelisolujen täyden monimuotoisuuden, ja odotamme sen olevan tärkeä resurssi meidän ja monien muiden tutkimusryhmien kannalta. "

Dr. David Redmond, vanhempi kirjailija, laskennallisen biologian apulaisprofessori Hartman Institute for Therapeutic Organ Regenerationissa, Weill Cornell Medicine

Vaikka ISECS:n tarkat molekyyliset allekirjoitukset eivät olleet tiedossa, tutkijoilla oli todisteita siitä, että nämä solut tukevat saarekesolujen kypsymistä, insuliinin erittymistä ja eloonjäämistä. Ne ovat tärkeitä myös saarekesiirteiden pitkäaikaiselle selviytymiselle, sillä niitä käytetään harvoin tyypin 1 diabeteksen hoitoon immuunikomplikaatioiden vuoksi, mutta ne voivat olla parannuskeinoja, jos nykyiset esteet voitetaan.

Tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja tohtori Rebecca Craig-Schapiro, Weill Cornell Medicinen kirurgian apulaisprofessori ja siirtokirurgi NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Centerissä, joka tekee tiivistä yhteistyötä Hartman Instituten jäsenten kanssa kuolleiden elinluovuttajien kanssa.

"Käyttäen uutta lähestymistapaamme ja käyttämällä jo tunnettua ISEC:istä pystyimme eristämään ja prosessoimaan näitä soluja erittäin suurissa määrissä - yli 30 000 - sekä noin 75 000 muuta haimasolua, mikä mahdollisti niiden kaikkien pysymisen elinkelpoisina riittävän pitkään yksisoluisen RNA-sekvensoinnin suorittamiseksi", sanoi tohtori Craig-Schapiro.

RNA-sekvensointitiedot, jotka tarjoavat tilannekuvia geenien aktiivisuudesta kussakin solussa, antoivat tutkijoille mahdollisuuden määrittää ISEC-solujen ja muiden haimasolujen, mukaan lukien endoteelisolut haiman saarekealueen ulkopuolisesta osasta, tyypilliset geeniaktiivisuuden allekirjoitukset.

"RNA-sekvensointitietojemme avulla pystyimme myös tunnistamaan tukisoluja, jotka kommunikoivat ISEC:iden ja muiden endoteelisolujen kanssa vastaavissa haimaosastoissaan", sanoi toinen kirjoittaja Kevin Chen, Rafii-laboratorion tutkimusteknikko.

Vaikka aiemmat haimasolujen tutkimukset, erityisesti ISEC-solujen osalta, olivat epätäydellisiä, tutkijat huomauttivat, että aiemmat tiedot vastasivat suurelta osin heidän tuloksiaan kaikkialla, missä ne olivat päällekkäisiä.

"Pystyimme integroimaan tietomme kolmeen muuhun julkaistuun tietojoukkoon antaaksemme yksityiskohtaisen vahvistuksen tuloksistamme ja johtaen paljon täydellisempään solukartastoon", sanoi toinen kirjoittaja tohtori Ge Li, tutkija Rafii-laboratoriosta.

Koska insuliinia tuotetaan haiman saarekkeissa, ne ovat myös diabeteksen tutkimuksen pääpaino. Käyttämällä uusia tietoja sekä olemassa olevia datasarjoja diabeettisen haimakudoksen geeniaktiivisuudesta, tutkijat luetteloivat endoteeligeenejä ja signalointireittejä, jotka näyttävät häiriintyneiltä diabeteksessa - ja voivat olla tulevien hoitojen kohteita.

"Tämä kattava atlas tarjoaa meille vahvan perustan kehittää strategioita ISEC-solujen ja muiden solujen toiminnan palauttamiseksi diabeteksessa ja muissa haimasairauksissa." Hartman Institute ja Ansary Stem Cell Institute sekä Arthur B. Belfer Geneettisen lääketieteen professori Weill Cornell Medicinessä.

Tällä hetkellä tutkijat käyttävät uutta atlasttaan useisiin jatkotoimiin, mukaan lukien tekniikoiden kehittäminen ISEC-solujen tuottamiseksi muista soluista, sanoi tohtori Rafii, joka on myös Englander Institute for Precision Medicine, Sandra ja Edward Meyer Cancer Centerin jäsen Weill Cornell Medicinessä.

Lähteet: