Новый инструмент cell2location создает беспрецедентные клеточные карты тканей
Исследование человеческого тела на уровне отдельных клеток получило новый импульс с созданием инструмента cell2location. Он позволяет ученым видеть не только функцию клеток, но и их точное расположение внутри тканей. Инструмент разработан исследователями из Института Сэнгера (Wellcome Sanger Institute), Немецкого центра исследования рака (German Cancer Research Centre) и их коллабораторами.
Исследование, опубликованное в Nature Biotechnology, демонстрирует способность cell2location:
- Точно определять расположение детализированных типов иммунных клеток в человеческом кишечнике и лимфатическом узле.
- Картировать тонкую структуру мозга мыши.
Инструмент уже используется в рамках инициативы Атлас человеческих клеток (Human Cell Atlas) и в будущем может заменить микроскопический анализ для патологов, изучающих биопсии.
Как это работает?
Ранее было невозможно объединить данные секвенирования единичных клеток (single cell sequencing) с пространственной информацией в требуемом масштабе. cell2location решает эту проблему, комбинируя два типа данных:
- Данные секвенирования единичных клеток (показывают, какие гены экспрессируются).
- Пространственные транскриптомные данные (показывают, где в ткани происходит экспрессия).
Это позволяет визуализировать взаимоотношения между клетками и лучше понять биологию ткани.
Ключевые результаты
Применив cell2location к тканям человека и мыши, ученые получили трехмерные данные о типах и расположении клеток.
В мозге мыши инструмент позволил провести детальный анализ нейральных клеток — астроцитов:
- Выявлены тонкие различия в экспрессии генов (вплоть до 10 различных генов).
- Обнаружены редкие, ранее не описанные подтипы астроцитов.
- Эти редкие подтипы были точно картированы внутри ткани. Один из них составлял всего 41 клетку из 40 000.
Д-р Оливер Штегле (Oliver Stegle), старший автор: "Тот факт, что cell2location смог идентифицировать и пространственно картировать ранее не описанные подтипы астроцитов в мозге мыши, демонстрирует замечательную чувствительность нашего подхода".
Будущее в патологии
Богатство данных от cell2location открывает новые возможности для патологии. В настоящее время для диагностики (например, рака) используют микроскопы. В будущем подход на уровне единичных клеток может предоставить гораздо более детальную информацию о молекулярных нарушениях, что особенно полезно для углубленных исследований, таких как клинические испытания.
Д-р Омер Байрактар (Omer Bayraktar), старший автор: "Теперь у нас есть инструмент, который лучше микроскопа и может предоставить нам больше деталей, чем мы могли себе представить".