Omfattande atlas över endotelceller främjar diabetesforskningen

Omfattande atlas över endotelceller främjar diabetesforskningen

De olika populationerna av endotelceller som kantar blodkärlen i de insulinproducerande "öarna" i den mänskliga bukspottkörteln har varit notoriskt svåra att studera, men forskare vid Weill Cornell Medicine har nu lyckats med omfattande detaljer om de unika egenskaperna hos dessa celler. Den resulterande atlasen främjar grundläggande forskning om bukspottkörtelbiologi och kan leda till nya behandlingsstrategier för diabetes och andra bukspottkörtelsjukdomar.

I studien, publicerad 6 februari i Nature Communications, utvecklade forskare en rad metoder för att snabbt isolera och profilera endotelceller som kallas ISECS (öspecifika endotelceller) från donatorbukspottkörteln. ISEC ger kritiskt stöd för ö-funktioner men dör mycket snabbt när de separeras från bukspottkörteln med hjälp av standardtekniker för cellisolering. Med sitt mycket optimerade tillvägagångssätt kunde forskarna analysera ett stort antal ISC: er för första gången, kartlägga deras molekylära signaturer och interaktioner med andra pankreatiska celltyper.

Datauppsättningen som genereras i denna studie är den första som fångar hela mångfalden av endotelceller i bukspottkörteln och vi förväntar oss att det kommer att vara en viktig resurs för vår och många andra forskargrupper. "

Dr. David Redmond, senior författare, biträdande professor i beräkningsbiologi vid Hartman Institute for Therapeutic Organ Regeneration, Weill Cornell Medicine

Även om de exakta molekylära signaturerna för ISECS var okända, hade forskare bevis för att dessa celler stödjer cellöcellmognad, insulinutsöndringsaktiviteter och överlevnad. De är också viktiga för den långsiktiga överlevnaden av ötransplantationer, som sällan används för att behandla typ 1-diabetes på grund av immunkomplikationer men kan potentiellt vara ett botemedel om nuvarande hinder övervinns.

För studien, den första författaren Dr. Rebecca Craig-Schapiro, en biträdande professor i kirurgi vid Weill Cornell Medicine och en transplantationskirurg vid NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center som arbetar nära med Hartman Institute medlemmar om avlidna organdonatorer.

"Med vårt nya tillvägagångssätt och med det som redan är känt om ISEC, kunde vi isolera och bearbeta dessa celler i mycket stort antal - mer än 30 000 - såväl som cirka 75 000 andra pankreasceller, vilket gör att de alla kan hållas livskraftiga tillräckligt länge för att utföra encellig RNA-sekvensering", säger Dr. Craig-Schapiro.

RNA-sekvenseringsdata, som ger ögonblicksbilder av genaktivitet i varje cell, gjorde det möjligt för forskarna att bestämma de karakteristiska genaktivitetssignaturerna för ISECs såväl som andra pankreatiska celler, inklusive endotelceller från den icke-ödel av bukspottkörteln.

"Med hjälp av våra RNA-sekvenseringsdata kunde vi också identifiera stödceller som kommunicerar med ISEC:er och andra endotelceller i sina respektive pankreasavdelningar", säger medförfattaren Kevin Chen, en forskningstekniker i Rafii-labbet.

Även om tidigare studier av pankreasceller, särskilt för ISEC, var ofullständiga, noterade forskarna att tidigare data till stor del matchade deras resultat varhelst de överlappade.

"Vi kunde integrera våra data med tre andra publicerade datauppsättningar för att ge detaljerad bekräftelse av våra resultat och resultera i en mycket mer komplett cellatlas", säger medförfattaren Dr. Ge Li, forskningsassistent vid Rafii-laboratoriet.

Eftersom insulin produceras i bukspottkörtelöarna är de också ett stort fokus för diabetesforskning. Med hjälp av de nya uppgifterna tillsammans med befintliga datamängder av genaktivitet i diabetisk pankreatisk vävnad, katalogiserade forskarna endotelgener och signalvägar som verkar vara störda vid diabetes - och kan vara mål för framtida terapier.

"Denna omfattande atlas ger oss en stark grund för att utveckla strategier för att återställa funktionen hos ISEC och andra celler vid diabetes och andra pankreassjukdomar" Hartman Institute och Ansary Stem Cell Institute och Arthur B. Belfer professor i genetisk medicin vid Weill Cornell Medicine.

För närvarande använder forskarna sin nya atlas för flera uppföljningsinsatser, inklusive utveckling av tekniker för att producera ISEC från andra celler, säger Dr Rafii, som också är medlem av Englander Institute for Precision Medicine, Sandra och Edward Meyer Cancer Center vid Weill Cornell Medicine.

Källor: