在發炎的結腸組織中表達CD4（綠色），CD8（白色）和IL-17（紅色）的T細胞的快照。
炎症性腸病是一種慢性，痛苦的腸道疾病，在美國約有150萬人患病。然而，包括潰瘍性結腸炎和克羅恩病在內的這些疾病的潛在機制尚不清楚。即使具有相同診斷的患者也可能對治療產生截然不同的反應，並且他們的症狀突然發作可能難以預測。麻省理工學院和哈佛大學麻省總醫院（MGH）和麻省理工學院的研究人員領導的一個小組現在分析了潰瘍性結腸炎和健康個體患者的腸道組織，產生了健康和患病結腸的“圖譜”並提供這種複雜疾病的高分辨率圖譜。
通過研究來自30名患者和健康個體的366,650個個體細胞，科學家們確定了組織成分的變化，推斷出不同細胞類型之間的相互作用如何在疾病期間發生變化，並確定哪些細胞和途徑與疾病相關的基因是演戲。該數據還提示可能參與耐藥性的新細胞亞群，其影響約三分之一的患者，並且歸因於可能增加潰瘍性結腸炎風險的其他基因。這項工作出現在Cell中。
“擁有共同分子活動的地圖，並檢查疾病中改變的細胞特異性生物學，為我們現在可以探索以最終改善患者健康的新診斷和治療假設打開了大門，”共同資深作者Ramnik Xavier說。 ，廣泛的傳染病和微生物組計劃的核心研究所成員和聯合主任，以及MGH計算和綜合生物學中心主任。
該研究的共同第一作者是Christopher Smillie，Moshe Biton和JoséOrdovas-Montañes。其他共同資深作者包括MGH克羅恩病和結腸炎中心主任Ashwin Ananthakrishnan; Alex Shalek，博士，輝瑞 - 勞巴赫職業發展副研究員，IMES，化學和麻省理工學院科赫研究所，以及Ragon研究所的準會員; 和Aviv克雷曼細胞觀察站核心研究所成員兼主任Aviv Regev，麻省理工學院生物學教授，霍華德休斯醫學研究所研究員。
這項研究是國際人類細胞地圖集項目的一部分，其中Regev也是其創始聯合主席。研究數據可通過Single Cell Portal和DUOS獲得。
腸道檢查
為了生成細胞圖譜，該團隊收集了來自18名潰瘍性結腸炎患者和12名健康個體的結腸的68個小活檢組織，這是此類研究中最大的一組。單細胞分析顯示組織中有51個免疫，上皮和其他細胞類型。來自患者和健康個體的組織樣品顯示出某些細胞的比例和它們彼此之間可能的相互作用的關鍵差異。例如，患者樣品具有較高比例的與炎症相關的特殊類型的成纖維細胞和共表達CD8和IL-17的T細胞。研究小組還發現了一種罕見的上皮細胞亞群，稱為微細胞樣細胞，通常只見於小腸，但出現在潰瘍性結腸炎患者的結腸中。
在發炎的結腸組織中表達CD4（綠色），CD8（白色）和IL-17（紅色）的T細胞的快照。
炎症性腸病是一種慢性，痛苦的腸道疾病，在美國約有150萬人患病。然而，包括潰瘍性結腸炎和克羅恩病在內的這些疾病的潛在機制尚不清楚。即使具有相同診斷的患者也可能對治療產生截然不同的反應，並且他們的症狀突然發作可能難以預測。麻省理工學院和哈佛大學麻省總醫院（MGH）和麻省理工學院的研究人員領導的一個小組現在分析了潰瘍性結腸炎和健康個體患者的腸道組織，產生了健康和患病結腸的“圖譜”並提供這種複雜疾病的高分辨率圖譜。
通過研究來自30名患者和健康個體的366,650個個體細胞，科學家們確定了組織成分的變化，推斷出不同細胞類型之間的相互作用如何在疾病期間發生變化，並確定哪些細胞和途徑與疾病相關的基因是演戲。該數據還提示可能參與耐藥性的新細胞亞群，其影響約三分之一的患者，並且歸因於可能增加潰瘍性結腸炎風險的其他基因。這項工作出現在Cell中。
“擁有共同分子活動的地圖，並檢查疾病中改變的細胞特異性生物學，為我們現在可以探索以最終改善患者健康的新診斷和治療假設打開了大門，”共同資深作者Ramnik Xavier說。 ，廣泛的傳染病和微生物組計劃的核心研究所成員和聯合主任，以及MGH計算和綜合生物學中心主任。
該研究的共同第一作者是Christopher Smillie，Moshe Biton和JoséOrdovas-Montañes。其他共同資深作者包括MGH克羅恩病和結腸炎中心主任Ashwin Ananthakrishnan; Alex Shalek，博士，輝瑞 - 勞巴赫職業發展副研究員，IMES，化學和麻省理工學院科赫研究所，以及Ragon研究所的準會員; 和Aviv克雷曼細胞觀察站核心研究所成員兼主任Aviv Regev，麻省理工學院生物學教授，霍華德休斯醫學研究所研究員。
這項研究是國際人類細胞地圖集項目的一部分，其中Regev也是其創始聯合主席。研究數據可通過Single Cell Portal和DUOS獲得。
腸道檢查
為了生成細胞圖譜，該團隊收集了來自18名潰瘍性結腸炎患者和12名健康個體的結腸的68個小活檢組織，這是此類研究中最大的一組。單細胞分析顯示組織中有51個免疫，上皮和其他細胞類型。來自患者和健康個體的組織樣品顯示出某些細胞的比例和它們彼此之間可能的相互作用的關鍵差異。例如，患者樣品具有較高比例的與炎症相關的特殊類型的成纖維細胞和共表達CD8和IL-17的T細胞。研究小組還發現了一種罕見的上皮細胞亞群，稱為微細胞樣細胞，通常只見於小腸，但出現在潰瘍性結腸炎患者的結腸中。
在發炎的結腸組織中表達CD4（綠色），CD8（白色）和IL-17（紅色）的T細胞的快照。計算數據表明這些細胞群相互發信號並控制不同細胞亞群之間的其他相互作用，這表明病變結腸中的細胞網絡顯著重新佈線。
瞭解耐藥性
該團隊還進一步瞭解潰瘍性結腸炎患者可能的耐藥機制。在患有炎性腸病的患者中經常發現被稱為腫瘤壞死因子（TNF）的蛋白質，並且抗TNF藥物在許多患者中減少炎症並且癒合組織。然而，大約30％的患者對治療沒有反應，而在那些患者中，許多患者隨著時間的推移而獲得耐藥性。
研究人員之前已經確定了其表達與治療抵抗相關的基因，但尚不清楚結腸中哪些特定細胞類型表達這些基因。研究小組利用他們的單細胞數據發現，參與耐藥性的主要罪魁禍首之一似乎是炎症相關的成纖維細胞。該研究確定了成纖維細胞可能與之相互作用的其他細胞以促進耐藥性，並提示成纖維細胞可能對稱為OSM的信號分子起反應，以繞過TNF途徑並逃避藥物。有一天，這一發現有助於確定可能產生耐藥性的患者，Smillie說：“可以事先確定患有這些耐藥標誌物的患者，並且可能會給予另一種與抗TNF治療相關的藥物來治療他們的疾病，針對這些特定細胞。“
新的遺傳細節
先前對潰瘍性結腸炎患者的遺傳學研究揭示了基因組中許多與疾病相關的區域，但研究人員通常不知道這些基因在哪些細胞和途徑中發揮作用，從而妨礙了進一步研究它們的能力。使用新的細胞圖譜，研究小組確定了表達這些基因的細胞類型及其可能的功能。例如，微型樣細胞以高水平表達許多疾病相關基因，表明這些細胞在潰瘍性結腸炎中的重要作用。
作者說，這項工作還為確定哪些細胞亞群在其他疾病中表達相關遺傳變異提供了一般指南。“我們的分析提供了一個框架，使用單細胞分析作為人類健康新見解的路線圖，在複雜組織中攝取過多的個體基因和細胞，並提取關鍵基因，途徑，細胞和相互作用的疾病， “雷格夫說。“這是一項重大的合作努力，從臨床到實驗和計算團隊成員，我們希望這些分析將為結合遺傳學和單細胞基因組學以更好地理解複雜疾病鋪平道路。”#清風計劃#
在發炎的結腸組織中表達CD4（綠色），CD8（白色）和IL-17（紅色）的T細胞的快照。
炎症性腸病是一種慢性，痛苦的腸道疾病，在美國約有150萬人患病。然而，包括潰瘍性結腸炎和克羅恩病在內的這些疾病的潛在機制尚不清楚。即使具有相同診斷的患者也可能對治療產生截然不同的反應，並且他們的症狀突然發作可能難以預測。麻省理工學院和哈佛大學麻省總醫院（MGH）和麻省理工學院的研究人員領導的一個小組現在分析了潰瘍性結腸炎和健康個體患者的腸道組織，產生了健康和患病結腸的“圖譜”並提供這種複雜疾病的高分辨率圖譜。
通過研究來自30名患者和健康個體的366,650個個體細胞，科學家們確定了組織成分的變化，推斷出不同細胞類型之間的相互作用如何在疾病期間發生變化，並確定哪些細胞和途徑與疾病相關的基因是演戲。該數據還提示可能參與耐藥性的新細胞亞群，其影響約三分之一的患者，並且歸因於可能增加潰瘍性結腸炎風險的其他基因。這項工作出現在Cell中。
“擁有共同分子活動的地圖，並檢查疾病中改變的細胞特異性生物學，為我們現在可以探索以最終改善患者健康的新診斷和治療假設打開了大門，”共同資深作者Ramnik Xavier說。 ，廣泛的傳染病和微生物組計劃的核心研究所成員和聯合主任，以及MGH計算和綜合生物學中心主任。
該研究的共同第一作者是Christopher Smillie，Moshe Biton和JoséOrdovas-Montañes。其他共同資深作者包括MGH克羅恩病和結腸炎中心主任Ashwin Ananthakrishnan; Alex Shalek，博士，輝瑞 - 勞巴赫職業發展副研究員，IMES，化學和麻省理工學院科赫研究所，以及Ragon研究所的準會員; 和Aviv克雷曼細胞觀察站核心研究所成員兼主任Aviv Regev，麻省理工學院生物學教授，霍華德休斯醫學研究所研究員。
這項研究是國際人類細胞地圖集項目的一部分，其中Regev也是其創始聯合主席。研究數據可通過Single Cell Portal和DUOS獲得。
腸道檢查
為了生成細胞圖譜，該團隊收集了來自18名潰瘍性結腸炎患者和12名健康個體的結腸的68個小活檢組織，這是此類研究中最大的一組。單細胞分析顯示組織中有51個免疫，上皮和其他細胞類型。來自患者和健康個體的組織樣品顯示出某些細胞的比例和它們彼此之間可能的相互作用的關鍵差異。例如，患者樣品具有較高比例的與炎症相關的特殊類型的成纖維細胞和共表達CD8和IL-17的T細胞。研究小組還發現了一種罕見的上皮細胞亞群，稱為微細胞樣細胞，通常只見於小腸，但出現在潰瘍性結腸炎患者的結腸中。
在發炎的結腸組織中表達CD4（綠色），CD8（白色）和IL-17（紅色）的T細胞的快照。計算數據表明這些細胞群相互發信號並控制不同細胞亞群之間的其他相互作用，這表明病變結腸中的細胞網絡顯著重新佈線。
瞭解耐藥性
該團隊還進一步瞭解潰瘍性結腸炎患者可能的耐藥機制。在患有炎性腸病的患者中經常發現被稱為腫瘤壞死因子（TNF）的蛋白質，並且抗TNF藥物在許多患者中減少炎症並且癒合組織。然而，大約30％的患者對治療沒有反應，而在那些患者中，許多患者隨著時間的推移而獲得耐藥性。
研究人員之前已經確定了其表達與治療抵抗相關的基因，但尚不清楚結腸中哪些特定細胞類型表達這些基因。研究小組利用他們的單細胞數據發現，參與耐藥性的主要罪魁禍首之一似乎是炎症相關的成纖維細胞。該研究確定了成纖維細胞可能與之相互作用的其他細胞以促進耐藥性，並提示成纖維細胞可能對稱為OSM的信號分子起反應，以繞過TNF途徑並逃避藥物。有一天，這一發現有助於確定可能產生耐藥性的患者，Smillie說：“可以事先確定患有這些耐藥標誌物的患者，並且可能會給予另一種與抗TNF治療相關的藥物來治療他們的疾病，針對這些特定細胞。“
新的遺傳細節
先前對潰瘍性結腸炎患者的遺傳學研究揭示了基因組中許多與疾病相關的區域，但研究人員通常不知道這些基因在哪些細胞和途徑中發揮作用，從而妨礙了進一步研究它們的能力。使用新的細胞圖譜，研究小組確定了表達這些基因的細胞類型及其可能的功能。例如，微型樣細胞以高水平表達許多疾病相關基因，表明這些細胞在潰瘍性結腸炎中的重要作用。
作者說，這項工作還為確定哪些細胞亞群在其他疾病中表達相關遺傳變異提供了一般指南。“我們的分析提供了一個框架，使用單細胞分析作為人類健康新見解的路線圖，在複雜組織中攝取過多的個體基因和細胞，並提取關鍵基因，途徑，細胞和相互作用的疾病， “雷格夫說。“這是一項重大的合作努力，從臨床到實驗和計算團隊成員，我們希望這些分析將為結合遺傳學和單細胞基因組學以更好地理解複雜疾病鋪平道路。”#清風計劃#
相關推薦
