Мијелоидна хетерогеност у болести бубрега откривена кроз једноћелијско секвенцирање РНК

Апстрактан

Болест бубрега представља глобални здравствени терет све веће преваленције и независан је фактор ризика за кардиоваскуларне болести. Мијелоидне ћелије су главни ћелијски одељак имуног система; налазе се у здравом бубрегу и све већи број у оштећеном и/или оболелом бубрегу, где делују као кључни играчи у напредовању повреде, упале и фифиброзе. Поседују огромну пластичност и хетерогеност, усвајајући различите фенотипске и функционалне карактеристике као одговор на стимулусе у локалном миљеу. Иако ова инхерентна сложеност остаје да се у потпуности разуме у бубрезима, напредак у једноћелијској геномици обећава да ће ово променити. Конкретно, једноћелијско РНК секвенцирање (сцРНА-сек) имало је трансформативни ефекат на истраживање бубрега, омогућавајући профилисање и анализу транскриптома појединачних ћелија у резолуцији и пропусности без преседана, као и накнадно стварање ћелијских атласа. Кретање напред, комбиновање сцРНА- и једнонуклеарног РНА-сек-а са просторном транскриптомиком веће резолуције омогућиће просторно мапирање болести бубрега различите етиологије како би се даље открило узорковање имуних ћелија и неимуних ћелија бубрега. Овај преглед резимира улоге мијелоидних ћелија у здрављу и болести бубрега, експериментални ток рада је тренутно доступан за сцРНА-сек технологије и објављене налазе користећи сцРНА сек у контексту мијелоидних ћелија и бубрега.

Цлицк то херба Цистанцхе користи за бубреге

Рацхел МБ Белл и Лаура Денби

Увод

Бубрег је сложен орган који обавља различите функције неопходне за физиолошку хомеостазу, па су стога пацијенти са бубрежном болешћу често присутни са значајним компликацијама и коморбидитетима (1,2). Манифестације бубрежне болести су широког спектра, обухватајући акутну повреду бубрега (АКИ), аутоимуне поремећаје и одбацивање трансплантације бубрега, од којих су сви директно или индиректно посредовани имунитетом (3). Због повећане стопе преваленције, болест бубрега има велики утицај на глобално здравље, и као директан узрок морбидитета и морталитета и као главни фактор ризика за кардиоваскуларне болести (1). Мијелоидне ћелије су најзаступљеније хематопоетске ћелије са језгром у телу, које обухватају моноците, макрофаге, дендритске ћелије (ДЦ) и гранулоците. Мијелоидне ћелије чине критичну руку имуног система и имају различите функције (4). У бубрезима се показало да макрофаги и ДЦ-и утичу на хомеостазу органа, повреде и репаративне процесе након различитих увреда. Њихова функција, фенотипски спектар и интеракција са другим имуним и неимуним ћелијама су сложени и непотпуно схваћени (3,5). Наше разумевање имуног система је напредовало кроз примену технологија које омогућавају једноћелијску резолуцију, првенствено микроскопију и проточну цитометрију. Број параметара који се могу мерити истовремено са овим технологијама је ограничен и зависи од претходног знања о томе који су антигени присутни. Последњих година, напредак у једноћелијском секвенцирању РНК (сцРНА-сек), који има за циљ да свеобухватно измери нивое експресије гена у ћелијама, трансформисао је нашу способност да профилишемо имуне ћелије (2,6,7)

Улога мијелоидних ћелија у здрављу и болести бубрега

Мијелоидне ћелије имају адаптивну природу, показујући пролазне одговоре, контролисану диференцијацију, (пре)локацију у ткива и пластичност као одговор на различите стимулусе околине, било да су хомеостатски или инфламаторни (4). Ово представља компликацију у вези са њиховим проучавањем унутар бубрега, јер овај главни орган за хемофилтрацију нуди изазован миље који није просторно уједначен, а пријављене су разлике у типовима имуних ћелија у кортексу бубрега и медули (8,9). Макрофаги су најзаступљенији тип мијелоидних ћелија у бубрегу и, заједно са ДЦ, координирају инфламаторне одговоре на слободно филтрирани антигенски материјал и штите бубрег од инфекције (8). Важно је да су они такође укључени у иницијацију и прогресију бубрежне болести и накнадну регенерацију ткива. Због ове разноликости, генерално се предлаже да се макрофаги деле на проинфламаторне (М1 или „класично активиране”) и репаративне (М2 или „алтернативно активиране”) фенотипове.

Међутим, ова карактеризација је превише поједностављена са не само макрофагима већ и ДЦ-има који поседују инхерентну пластичност. Заиста, постоје чврсти докази да мијелоичне ћелије повезане са болешћу деле сигнатурне маркерске гене и за про и за антиинфламаторне карактеристике (4,10). Имунске ћелије су типично дефинисане различитим маркерима ћелијске површине, иако различити типови мијелоидних ћелија имају много заједничких маркера; стога ће често бити потребно неколико маркера да би се идентификовао тип ћелије од интереса. Поред тога, маркери се могу разликовати међу врстама (Табела 1). Имунохистохемија и друга цитометрија се често користе за идентификацију интра- и екстрацелуларних маркера (6). Код мишева, макрофаги који живе у бубрезима (ЦД11блоФ4/80хи) су двоструког хематопоетског порекла, настају из жуманчане кесе и дефинитивне хематопоезе, при чему Ли6Цло „патролира“ моноцитима (ЦД14лоЦД16хи код људи) (11–13). Под инфламаторним стањима, Ли6Цхи моноцити (ЦД14хиЦД162 код људи) инфилтрирају бубрег, диференцирајући се у (ЦД11бхиФ4/80ло) макрофаге (11–13). Упркос томе што је ограничена на око 16 параметара и проблемима који настају због преклапања спектра, друга цитометрија је, посебно, била веома корисна и представља најосновнију једноћелијску технологију, али је мало вероватно да ће обезбедити пуни фенотипски спектар мијелоидних ћелија (6 ,7,10).

Преглед технологија секвенцирања једне ћелије

Технике експресије гена високе пропусности, као што су микромреж и РНК-секвенца, омогућиле су боље разумевање сложених транскриптома органа; међутим, њихови захтеви за уносом РНК имају ограничене студије о удруженим популацијама. Пошто бубрег садржи 0,20 различитих типова ћелија (укључујући епителну, ендотелну, мезенхимску и имунолошку популацију), резултујући профил експресије гена у бубрежном ткиву одражава само просек за ове хетерогене састојке (14). Унутар бубрега, ћелије проксималног тубула доминирају бројем, и тако могу да прикрију профил експресије ређих популација. сцРНА-сек технологије су се позабавиле овим ограничењима омогућавајући објективно истраживање транскриптома појединачних ћелија у датом узорку, уз генерисање ћелијских атласа бубрежних компоненти сисара. Значајно је да је истраживачка заједница бубрега уложила у отворени приступ и учинила је ове податке бесплатно доступним путем веб страница (Табела 2). Ово омогућава непристрасну процену ћелијске хетерогености, идентификацију нових стања и подтипова ћелија и динамичке ћелијске прелазе са веома високом резолуцијом и прецизношћу (6,14,15).

До данас је предложено неколико техника сцРНА-сек, а развој нових протокола је веома активна област истраживања (према прегледу од стране Ли и Хумпхреис-а [16]). Генерално, сви експерименти сцРНА-сек деле заједнички ток рада: припрема узорка, хватање једне ћелије, реверзна транскрипција и амплификација транскриптома, припрема библиотеке, секвенцирање и анализа (Слика 1). Једнонуклеарни РНА-сек (снРНА-сек) је све популарнија алтернатива сцРНА-сек. Овде се језгра изолују из ћелија и користе за секвенционирање засновано на капљицама (14). Пријављено је да снРНА-сек има упоредиву детекцију гена са сцРНА-сек у бубрезима одраслих и да елиминише транскрипциони стрес изазван одговором дисоцијације у запаљеном фибротичном бубрегу. Штавише, компатибилан је са смрзнутим узорцима, али хвата имуне ћелије са мањом ефикасношћу (19). Разлог за ово остаје нејасан. Као такве, можда ће бити неопходно изоловати ћелије ЦД451, које чине само 2 до 17 процената укупне популације ћелија бубрега (20), да би се овим методом добио највећи могући увид у бубрежне леукоците.

Бројне друге једноћелијске технике су у развоју како би се омогућило директно мерење микроРНК, протеомских или метаболичких података, које сцРНА-сек и снРНА-сек приступи не пружају. Најважније, симултано профилисање експресије транскрипата и протеина на ћелијској површини – као што је секвенцирање експресије РНК и протеина (РЕАП) (21) и ћелијско индексирање транскриптома и епитопа (ЦИТЕ) секвенцирањем (22) – сада је могуће, омогућавајући корелацију експресије протеина са транскриптомским подацима. Поред тога, тест за хроматин приступачан транспозази (АТАЦ) са секвенцирањем омогућава профилисање доступности хроматина, омогућавајући испитивање епигенетске хетерогености (23). Недавно је коришћен у комбинацији са снРНА-сек за идентификацију јединствених стања ћелија унутар проксималног тубула и дебелог узлазног екстремитета у људском бубрегу (24), и кључних догађаја ремоделирања хроматина и динамике експресије гена повезаних са развојем бубрега код мишева (Слика 2 ) (25).

Због тога што бубрези имају изразите регионалне разлике, анатомска локализација и међућелијске интеракције ћелија су важне, али се ови фактори у великој мери губе када се анализирају одвојене појединачне ћелије. Интеракције се донекле могу сакупити из анализа пара рецептор-лиганд за хемокине и цитокине; међутим, потребна је директна визуализација просторних односа међу ћелијама да би се у потпуности одговорило на таква питања. Ово даље значи да није могуће разликовати популације леукоцита које се инфилтрирају или бораве у бубрегу од оних које могу да циркулишу кроз васкулатуру бубрега (6,15). Комбиновање сцРНА-сек и снРНА-сек са просторном транскриптомиком може побољшати овај аспект. Заиста, Ферриера ет ал. (26) је недавно користио ове комплементарне технологије за просторно мапирање транскриптомског потписа у моделима АКИ миша и показао како се то може применити на људске узорке. Они су идентификовали обрасце колокализације имунолошких и епителних ћелија и, иако ограничене резолуцијом, ове методологије ће се вероватно побољшати са будућим радом.

сцРНА-Сек студије у здрављу бубрега

Свеобухватна ћелијска анатомија нормалног бубрега је кључна за потпуно разумевање развоја и решавања болести бубрега; међутим, до данас, покушаји да се у потпуности мапирају имунолошке популације у бубрезима у здрављу су ограничени. У 2018, Парк и др. (2) обезбедио је први и највећи сцРНА-сек ћелије мишјег бубрега до сада од здравог бубрега миша. Они су идентификовали главне подтипове ћелија који обухватају нефрон и раније познате типове ћелија имунитета бубрега, укључујући резидентне макрофаге и неутрофиле. Међутим, могуће је да су неки мијелоидни подтипови били неоткривени, можда због типова имуних ћелија који су допринели малом уделу у неповређеном бубрегу и/или због припреме узорка јер приближно 25 процената ћелија није прошло контролу квалитета у овој студији.

Недавна кључна студија користила је сцРНА-сек са цитометријом протока и масе да би дефинисала глобални имуни пејзаж код здравих људских бубрега и бубрега фетуса, профилишући ћелије током животног века (9). Мононуклеарни фагоцити (МНП), ћелије природног убице (НК) и Т ћелије су били најзаступљенији, а четири подскупине МНП, неутрофила, мастоцита и плазмацитоидних ДЦ (пДЦ) идентификоване су унутар зрелог мијелоидног одељка бубрега. МНП кластером су доминирале две популације макрофага изведене из моноцита: једна је била транскрипцијски слична ЦД141 класичним моноцитима, а друга ЦД161 некласичним моноцитима. Такође је садржао конвенционалну ДЦ (ЦДЦ) популацију и популацију ткивних макрофага која је била нагнута ка антиинфламаторном М2 транскриптому који експримира ЦД206. Поред тога, истраживачи су демонстрирали анатомску локализацију имуних ћелија упућивањем свог рада на јавно доступне податке о РНК секвенци генерисаним из познатих региона бубрега, откривајући диференцијалну дистрибуцију имунолошких подскупова у медули и карлици у поређењу са кортексом. Предвиђено је да ће анализа интеракција лиганд-рецептор, која указује на унакрсне разговоре епитела и имуних ћелија, локализовати антибактеријске макрофаге и неутрофиле у регионе бубрега који су најподложнији узлазној инфекцији из уринарног тракта. Ово је у складу са претходним радом који је показао да висока интерстицијална концентрација натријума у ​​медули стимулише производњу хемокина од стране тубуларних епителних ћелија, што помаже позиционирању макрофага да се супротставе имунолошкој претњи коју представља растућа бактеријска инфекција (8). Способност да се оркестрира локализација имуних ћелија у специфичне регионе је одсутна у феталним бубрезима, са постнаталним стицањем транскрипционих потписа који указују на улогу у инфламацији и имунолошкој одбрани (9). Још једна недавна студија Менона ет ал. (27) идентификовали резидентне имуне ћелије у не-болесним људским узорцима из тумор-нефректомије, надзора и реперфузионих биопсија; они су укључивали два мијелоична кластера, иако нису дефинисани у подтипове.

Динамичке промене у имунолошком систему су обележје старења (28). Недавно је сцРНА-сек изведен на .350,000 ћелијама из неколико органа и ткива узетих од Ц57БЛ/6Ј мишева који припадају старосним групама од 1 до 30 месеци (29). Након израчунавања укупног резултата диверзитета, идентификована су два кластера бубрежних макрофага чији се састав значајно мењао са годинама. Један кластер је углавном био састављен од ћелија 1- и 3-месечних мишева обогаћених антиинфламаторним потписом (нпр. Цк1а, Цд74, Цд81). Супротно томе, други кластер је првенствено био састављен од ћелија 18-, 21-, 24- и 30-месечних мишева који су подсећали на проинфламаторно стање макрофага (нпр. Интгал, Мсрб1). Тренутно недостају такве свеобухватне студије старења код људи, али ће их бити важно предузети у будућности због преваленције болести бубрега која расте са годинама (1).

Иако су студије спроведене и на људском и на мишјем ткиву, постоје недостаци у стицању довољно свежих људских узорака, наглашавајући важност превазилажења транслационих проблема. Студије су идентификовале добро дефинисане маркере типова мијелоидних ћелија у мишјим ткивима, али им недостаје очување међу врстама. Добро познати пример је Ф4/80 (кодиран са адгре1), који се користи за идентификацију макрофага који живе у ткиву код мишева, али се не изражава популацијом макрофага код људи. Штавише, за маркере који су се историјски користили за разликовање ДЦ од макрофага, као што су ЦД11ц и МХЦИИ, сада је познато да се обично експримирају ткивним макрофагима (28,30). Зиммерман ет ал. (31) је користио сцРНА-сек за идентификацију маркера специфичног за макрофаге бубрега унакрсне врсте. ЦД451 ћелије, са искљученом популацијом лимфоцита, изоловане су из једног миша, пацова, свиње и људског бубрега, откривајући кластер ћелија које експримирају Ц1к. Друге сцРНА-сек анализе целог ткива бубрега код мишева (2,10) и људи (32) су такође идентификовале овај кластер који експресује Ц1к. У кластеру који експримира Ц1к, нови површински маркери Цд74 и Цд81 идентификовани су као потенцијални кандидати за макрофаге који живе у бубрезима међу врстама (31). Ово је потврђено анализама проточне цитометрије које показују да су ћелије ЦД741ЦД811 биле заступљеније у резидентним (ЦД11блоФ4/80хи) у поређењу са инфилтрирајућим (ЦД11бхиФ4/80ло) макрофагима, и потврдиле су минималну размену са ћелијама добијеним из коштане сржи користећи парабиотски мишји модел. Остаје непознато да ли се ови кандидати разликују током временског тока упале. Заиста, експресија Ц1ка варира у 12 мијелоидних подгрупа у нашој студији реверзибилне једностране опструкције уретера (Р-УУО) (10). У будућности ће бити важно даље истражити ефекат соја миша да би се налази контекстуализовали. Заиста, инбред лабораторијски сојеви мишева могу бити веома дивергентни у својим обрасцима имунолошког одговора; на пример, након унилатералне исхемијске реперфузионе повреде (ИРИ) 129/Св мишеви су показали мање инфилтрирајућих леукоцита од Ц57БЛ6/Ј мишева (33).

сцРНА-Сек студије у повредама и болестима бубрега

Фазно зависан прилив мијелоидних ћелија и промена њиховог фенотипа јавља се током временског тока болести бубрега (34). Да би дефинисали ћелијски пејзаж у прогресији АКИ до хроничне болести бубрега (ЦКД), Валле Дураес ет ал. (35) су користили сцРНА-сек у унилатералном ИРИ моделу са или без непосредне контралатералне нефректомије за проучавање регенерације бубрега или фифиброзе, респективно. Идентификовано је седам главних кластера, укључујући резидентне и инфламаторне макрофаге, неутрофиле/моноците, ДЦ/моноците, НК ћелије, Т ћелије и Б ћелије. У здравом бубрегу доминирали су резидентни макрофаги, док су се, након повреде, инфламаторни макрофаги значајно проширили и резидентни макрофаги су нестали, без обзира на коришћени модел или временску тачку након повреде. Мешовите популације неутрофила/моноцита и ДЦ/моноцита такође су се прошириле након повреде. У другој студији, снРНА-сек је коришћен са билатералним ИРИ моделом АКИ (36). Иако су овде фокус били проксимални тубули, идентификовано је шест кластера леукоцита: три подтипа макрофага, ДЦ, Т ћелије и Б ћелије. Анализа лиганд-рецептора обављена на комбинованом кластеру леукоцита сугерише промене у сигнализацији Ццл2 (тубулоинтерстицијум) до Ццр2 (леукоцити) током времена; фибробласти и ендотелне ћелије су били први типови ћелија који су сигнализирали леукоците, праћени сигнализацијом леукоцита-леукоцита и повећањем Ццл2-Ццр2 сигнала из проксималних тубула који нису успели да се поправе 2 дана и 6 недеља након повреде. Први и други кластери макрофага су вероватно резидентни и инфламаторни макрофаги засновани на маркерима као што су Ф13а1 и Вцан. Трећи кластер је изразио високе нивое Ммп12, металопротеиназе специфичне за макрофаге, и Гпнмб, негативног регулатора упале који је предложен да промовише поларизацију М2. Овај и ДЦ кластер су били најзаступљенији 2 и 6 недеља након повреде када је бубрег у фази репарације. Наша група је недавно користила сцРНА-сек у мишјем Р-УУО моделу, у коме се регресија успостављене тубулоинтерстицијалне фифиброзе, обележја ЦКД, јавља након преокрета опструкције (10). Занимљиво је да смо такође пријавили кластер макрофага који је био само у бубрезима који су претрпели УУО преокрет; такође је карактерисан експресијом Ммп12 и рецептора за чишћење, укључујући Гпнмб и Мрц1. Раније смо известили о сличном Ммп121 мац профагу у јетри током решавања болести јетре (37). Иако су ове ћелије Ммп121 мапиране у макрофаге у бази података Имунолошког генома, оне су морфолошки личиле на моноците и изражавале високе нивое Ццр2, али ниске нивое Ф4/80 имунофлуоресценцијом. Штавише, њихов транскриптом је најближе усклађен са моноцитима који се инфилтрирају у бубрег током опоравка од ИРИ. Открили смо да моноцити добијени из коштане сржи који су храњени колагеном обележеним ФИТЦ-ом повећавају експресију Ммп12 и Гпнмб, што сугерише да фагоцитоза колагена може да изазове експресију ових маркера.

У нашој карактеризацији мијелоидних ћелија код повреде и поправке бубрега, идентификовали смо још једанаест подскупова мијелоидних ћелија у моделу Р-УУО, укључујући неке са новим фенотипом. Ово је јединствено урађено интеграцијом сцРНА-сек-а заснованог на капљицама и плочицама са индексном везом за мапирање подскупова на капије моноцита и макрофага на проточној цитометрији (10). Идентификована су три кластера моноцита: патролни и инфламаторни подтипови, и јединствени "профибротични" подтип који изражава Арг1 који је био искључиво присутан 2. дана УУО (фаза акутне повреде). Ове Арг11 ћелије су експримирале маркере Ли6Ц1 инфламаторних моноцита, укључујући Ццр2 и Ф13а1, иако не и Ли6ц2. Штавише, показало се да експримирају хипоксију, профибротичне и проинфламаторне гене, заједно са генима који кодирају компоненте екстрацелуларног матрикса и унакрсно повезиваче екстрацелуларног матрикса. Заједно са бројним паровима лиганд-рецептор откривеним између Арг11 моноцита и мезенхимских ћелија, ови подаци сугеришу да би Арг11 ћелије могле бити изведене из регрутованих Ли6Ц1 моноцита који се акутно активирају према профибротичном фенотипу у хипоксичном и инфламаторном окружењу бубрега повређеног. Заиста, постоје таласи уласка моноцита током хроничне прогресивне повреде бубрега (35).

Занимљиво је да је у моделу повреде бубрега услед сепсе, субкластер макрофага показао повећану експресију Арг1 у каснијим временским тачкама након повреде, иако са маркерима алтернативне активације макрофага, као што је Мрц1 (38). Даље смо пратили судбину циркулишућих имуних ћелија регрутованих у бубрег коришћењем упарене размене крви. Има предности у односу на парабиозу јер ћелије донора опстају у великом броју у циркулацији релативно кратко време, што омогућава праћење ћелија у више временских тачака након повреде или током решавања болести. Комбиновањем упарене размене крви, проточне цитометрије и псеудовременских анализа, показали смо рано регрутовање донорских моноцита у опструирани бубрег на УУО дан 2; на УУО дан 7, прешли су на ЦЦР2хи макрофаге са транскриптомом скоро идентичним резидентним макрофагима. Други радови указују на то да су ћелије ЦЦР21 штетне: у моделу ИРИ са инактивацијом ЦЦР2, дошло је до смањења експанзије макрофага Ф4/80 бубрега и тежине бубрежне фифиброзе (5). Остаје да се утврди да ли су ове нове популације присутне у свим фазама у контексту ЦКД; на пример, да ли су макрофаги Ммп121 присутни у раним тачкама повреде где су ендогени механизми поправке бубрега активни и покушавају да се поправе, или само када је присутан ожиљни матрикс без сталног стимулуса повреде? Дхиллон ет ал. (39) је извршио сцРНА-сек анализу на здравим и фибротичним бубрезима миша из модела нефропатије фолне киселине. Идентификовано је четрнаест имунолошких кластера, у поређењу са само пет у њиховој претходној студији (2), укључујући макрофаге, субкластера ДЦ (ЦД11б1/2, ПДЦ), гранулоците и лимфоците. Друга студија је упоређивала сцРНА-сек и снРНА-сек на опструираним (фибротичним) бубрезима миша на УУО дан 14. Обе методе су имале упоредиву детекцију гена; међутим, у поређењу са сцРНА-сек, снРНА-сек је имао смањену пристрасност дисоцијације и транскрипционе стресне одговоре изазване дисоцијацијом (19).

Овде је идентификован један кластер макрофага, иако су истраживачи идентификовали нови "дедиференцирани" кластер проксималних тубула који је експримирао бројне излучене проинфламаторне цитокине, укључујући Ццл2, пролиферативни цитокин макрофага ИЛ-34 и неутрофилне хемоатрактанте Цкцл2 и Цкцл2. Ова студија, опет, указује да снРНА-сек није тако способан као сцРНА-сек у откривању имунолошких популација у оштећеним и упаљеним бубрезима. Заиста, иста група је извела снРНА-сек на криоконзервираним узорцима бубрега дијабетичара људи (40). Утврђено је да бубрези са дијабетесом имају повећан број леукоцита у поређењу са контролним бубрезима, као што се очекивало. Откривени су моноцити, плазма ћелије, Т ћелије и Б ћелије; међутим, популација макрофага није била, упркос томе што је улога макрофага у дијабетесу типа 2 добро документована (41). Истраживачи су даље упоређивали своје дијабетичке узорке са јавно доступним ПБМЦ подацима јер је број леукоцита у контролним узорцима био мали. Уочени су повећани инфламаторни маркери и код инфилтрирајућих дијабетичких ЦД141 моноцита и ЦД161 моноцита. Недавно су Куппе ет ал. (42) су направили једноћелијску мапу људског бубрега, са фокусом на тубулоинтерстицијум и развој фифиброзе код ЦКД. Међутим, у ЦД102 (непроксималним тубуларним) сортираним ћелијама, идентификована су три подтипа макрофага, моноцити, ДЦ и мастоцити, као и НК, Т и Б ћелије. Истраживачи су предложили радни модел путева укључених у бубрежну фифиброзу, али имуне ћелије, које играју важну улогу у профибротској сигнализацији, нису биле у овом моделу, упркос томе што су биле заробљене. Даље проширујући наше разумевање имуних ћелија у различитим патолошким стањима, студија је описала имуни пејзаж људског бубрега код пацијената са лупус нефритисом, честом компликацијом системског еритематозног лупуса (43).

Узорци бубрега пацијената са лупус нефритисом и здравих контрола анализирани су коришћењем сцРНА-сек. Ово је открило двадесет и један имунолошки кластер, укључујући бројне подгрупе мијелоидних ћелија у проинфламаторним одговорима и одговорима који решавају инфламацију: инфламаторни ЦД161 макрофаги, фагоцитни ЦД161 макрофаги, макрофаги резидентни у ткиву}, М{161} налик М{161} макрофагима, М{161} пДЦс. Макрофаги који живе у ткивима били су доминантна група у здравим бубрезима. Мијелоидне ћелије се такође све више препознају као главни играчи у одбацивању трансплантата. Данги ет ал. (18) је користио сцРНА сек да би сецирао допринос подскупова мијелоидних ћелија одбацивању трансплантата бубрега у моделу миша. Тринаест кластера је идентификовано као типови имуних ћелија, укључујући две подгрупе макрофага, моноците, пДЦ, цДЦ и прелазну популацију моноцита/макрофага. Као што се и очекивало, број ћелија у свим кластерима имуних ћелија био је највећи код бубрега који одбијају, затим код толерисаних бубрега, а био је значајно мањи и често занемарљив код наивних бубрега. Кластер макрофага био је други најзаступљенији иза Т ћелија. Занимљиво је да је међу врхунским генима који дефинишу кластере, Акл искључиво експримиран само кластерима мијелоидних ћелија који инфилтрирају графтом, макрофагним кластером 1 и 2, и кластером макрофага/моноцита, али не и било којим другим типом ћелија. Утврђено је да су Акл11 макрофаги значајно виши у одбаченим у односу на толерисане бубреге, а Акл је промовисао интраграфтну диференцијацију инфламаторних макрофага. У другој студији сцРНА-сек, Ву ет ал. (32) анализирали су биопсију алографта бубрега од примаоца који је био подвргнут акутном одбацивању. Они су идентификовали две различите популације моноцита, вероватно проинфламаторне и класичне или средње, што даље подржава улогу мијелоидних ћелија у одбацивању бубрега код људи.

Закључци

Током протеклих неколико година, једноћелијска геномика (са сцРНА-сек водећим) је пружила истраживачима нови експериментални алат за сецирање улога и интеракција појединачних типова ћелија у здрављу и болести. Омогућава поновну процену нашег разумевања биологије мијелоидних ћелија у сложеним органима, укључујући аспекте ћелијске онтогеније, диференцијације, хомеостазе и распона активационих стања. Ово је посебно важно у бубрезима, где се хетерогеност и пластичност ћелија унутар мијелоидног одељка одражавају иу хомеостатским и болесним условима. Интеграција скупова података из одвојених експеримената са људским узорцима биће важна; људи су генетски хетерогени и имају променљиву изложеност животној средини, а набавка довољно узорака може бити изазов. Ово такође наглашава потребу да се настави са утврђивањем преводивости наших налаза. Очекује се да ће примена сцРНА-сек у основним и транслационим истраживањима експоненцијално расти са континуираним напретком и стандардизацијом експерименталних и аналитичких метода.

за више информација:ali.ma@wecistanche.com