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Nature:人体肠道细胞综合图谱公布——跨越时空映射的人类肠道细胞

2021年9月,由英国剑桥大学卡文迪什实验室Sarah A. Teichmann教授团队发布的人体肠道细胞综合图谱于Nature上开源发布,该研究将为发育、稳态和疾病中的细胞程序提供新的见解

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肠道生理学依赖于多种细胞谱系的综合贡献,其相对丰度和细胞网络从胚胎发育到成年期都有波动。由于肠道由不同的解剖区域形成,这些区域以不同的速度发育,并在消化、营养吸收、代谢和免疫调节中发挥不同的作用,因此增加了进一步的复杂性。


稀有胎儿组织的分析已经解决了绒毛隐窝结构的形成和免疫细胞的接种进入肠道环境。同样,研究人员对成人肠道细胞景观的理解也受益于单细胞技术。先前曾报道过健康人类结肠中免疫细胞活化和微生物组组成的区域差异。将炎症性肠病样本与健康组织进行比较的研究能够识别与疾病相关的基质,组织驻留 CD8 T 细胞人口和细胞反应和临床治疗之间的相关性。尽管已经进行了广泛的工作以在单细胞分辨率下描绘肠道,但缺乏对肠道空间(解剖位置)和时间(寿命)的整体分析。建立这样一个发展路线图对科学界来说是非常宝贵的。


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图 1:一生中的肠道细胞普查


研究人员进行了了健康人类肠道的单细胞普查,包括来自子宫内发育、儿童期和成年期的小肠和大肠以及相关淋巴结的约 428,000 个细胞。发现FCGR2A编码由PLCG2上游 IgG 的 Fc 片段激活的受体,由一组簇细胞表达。在开发的背景下,IgG 已被证明可以穿过胎盘,因此可以为子宫内簇绒细胞活化提供潜在途径。的两个错义变异体PLCG2已经与异常B细胞应答在早发性炎性肠病和原发性免疫缺陷。在这里,研究人员显示 FcγRIIB(人 FCGR2B)——它编码抑制性受体——由结肠炎小鼠模型中的簇细胞产生,这表明该途径可能通过簇细胞参与炎症性肠病。总体而言,这些数据表明肠道簇绒细胞具有潜在的影响免疫感应作用,并且是未来进一步研究的主题。



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图 2:簇状细胞中的上皮细胞和 FCGR2A 信号传导。



肠道中的免疫感应也发生在次级淋巴器官中,尽管物种之间次级淋巴器官的大小和位置存在显着差异,但研究人员对这些结构形成的理解主要来自动物模型。单细胞研究已经开始阐明发育中的人类肠道中免疫细胞的多样性和激活。在这里,研究人员确定了发育中的肠道中具有与 LTi、mLTo 和 eLTo (LEC2) 细胞相匹配的转录特征和信号通路的细胞类型。体外研究表明RORC表达 CD56 + CD127 + 的能力IL17A +细胞和 ILC3s以激活间充质细胞。这使研究人员提出,本研究中定义的所有三个 LTi 样亚群都在次级淋巴器官的启动中起作用,但可能在该过程的不同阶段起作用。使用互补方法的未来研究将阐明这些细胞状态及其组织结构。


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图 4:克罗恩病采用的淋巴组织器官发生程序。



值得注意的是,研究人员还观察到两种专门的成纤维细胞在儿科克罗恩病-滤泡树突状细胞和T网状群中的细胞,类似于在小鼠淋巴结中描述的细胞,派尔集合淋巴结和那些患者扩大了与溃疡性结肠炎以及克罗恩病患者。


总体而言,研究人员的工作清楚地阐明了肠道细胞类型在整个时间和空间中的复杂相互作用,并对疾病和体外系统工程具有潜在影响。



原文链接:

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03852-1



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