Tack vare encellig RNA-sekvensering med hög genomströmning (scRNA-seq) är det möjligt att konstruera encelliga transkriptomiska atlaser på organisk nivå. Till exempel har cellatlaser för ryggradsdjur och ryggradslösa system framgångsrikt genererats, såsom Human Cell Landscape (HSC), Mouse Cell Atlas (MCA), Zebrafish Cell Landscape (ZCL) och Drosophila embryo. De flesta av dessa studier är dock begränsade till en specifik art eller period och misslyckas därför med att göra en grundlig jämförelse mellan olika arter och vävnader.

Forskargruppen ledd av Assoc. Prof. Han Xiaoping och professor Guo Guoji vid Zhejiang University School of Medicine använde Microwell-seq-teknologi för att profilera över 2,6 miljoner enstaka celler från möss, zebrafisk och Drosophila i olika livsstadier. På styrkan av dessa omfattande datauppsättningar konstruerade de ett celllandskap mellan olika arter och undersökte vanliga vägar som förändras under deras livslängd. Deras resultat publiceras i tidskriften Nucleic Acids Research .

Han &Guo et al. identifierade tendensen hos celltyper och gener som förändrades med utveckling och ålder hos möss, zebrafisk och Drosophila, och fann att proportionerna av immunceller gradvis ökade med åldern i de tre arterna. Hos möss minskade andelen T-celler med åldern medan andelen B-celler ökade; det inflammatoriska svaret i vävnader steg också med åldern.

Genuttrycksbanor visade liknande trender över de tre arterna under hela deras livscykel:immunsvar aktiverades medan mitokondriella metabolismrelaterade vägar nedreglerades. Dessutom visade transkriptionsfaktorregleringsanalys att vissa cellinjer reglerades av liknande genfamiljer över arter.

Analys av olika arter i möss, råttor, zebrafisk, Drosophila och Nematostella visade att immunsvar och mitokondriella funktioner var två viktiga signalvägar i åldrandeprocessen. Genom att mäta transkriptionsfaktoraktivitet och korrelationerna mellan uppreglerade och nedreglerade gener, Han &Guo et al. identifierade några transkriptionsfaktorer som kan vara involverade i immunitet, lipidmetabolism och energimetabolism och spelar reglerande roller i åldrandeprocessen hos flera arter.

Genom att behandla tvååriga möss med det FDA-godkända läkemedlet pioglitazon (PGZ) fann de att den åldrande fenotypen lindrades. Detta avslöjade att mitokondriell metabolism och inflammation under åldrandet kan vara sammankopplade via inneboende regulatoriska nätverk, och PGZ-behandling kan effektivt modulera den oxidativa och inflammatoriska statusen, cellåldern och lipidmetabolism.

Denna studie förväntas ge värdefulla resurser för forskning om släktutveckling, mognad och åldrande. + Utforska vidare

Forskare identifierar cellödesreglerande program med hjälp av encellsatlas över musutveckling