Αφηρημένη

Ιστορικό: Ο νεφρός είναι ένα εξαιρετικά πολύπλοκο όργανο με πολλαπλές λειτουργίες που είναι απαραίτητες για την υγεία. Η νεφρική νόσος εμφανίζεται όταν τα νεφρά είναι κατεστραμμένα και δεν λειτουργούν σωστά. Η ανάλυση ενός κυττάρου είναι μια ισχυρή τεχνική που παρέχει πρωτοφανή εικόνα για φυσιολογικούς και μη φυσιολογικούς τύπους νεφρικών κυττάρων και θα αλλάξει την κατανόησή μας για τους μηχανισμούς των κοινών νεφρικών παθήσεων.

Περίληψη: Η κατανόησή μας για την παθογένεια της νεφρικής νόσου περιορίζεται από τον ατελή μοριακό χαρακτηρισμό των τύπων κυττάρων που είναι υπεύθυνα για τη λειτουργία των νεφρών. Η εφαρμογή της τεχνολογίας ενός κυττάρου στην έρευνα των νεφρών έχει αποκαλύψει την κυτταρική ετερογένεια, τα προφίλ γονιδιακής έκφρασης και τη μοριακή δυναμική στην ανάπτυξη και εξέλιξη της νεφρικής νόσου. Η μονοκυτταρική ανάλυση των ιστών των νεφρικών οργανοειδών και των αλλομοσχευμάτων έχει προσφέρει νέες γνώσεις για τη νεφρική οργανογένεση, τους μηχανισμούς της νόσου και τα θεραπευτικά αποτελέσματα. Συνολικά, η καλύτερη κατανόηση της ετερογένειας των νεφρικών κυττάρων και της μοριακής δυναμικής της νεφρικής νόσου θα βελτιώσει τη διαγνωστική ακρίβεια και θα βοηθήσει στον εντοπισμό νέων θεραπευτικών στρατηγικών στη νεφρολογία.

Βασικό μήνυμα: Σε αυτό το άρθρο ανασκόπησης, συνοψίζουμε την πρόσφατη μονοκυτταρική έρευνα για τη νεφρική νόσο και συζητάμε τον αντίκτυπο της τεχνολογίας μονοκυττάρων στη βασική και κλινική έρευνα των νεφρών.

Λέξεις-κλειδιά

Τεχνολογία ενός κυττάρου; Νεφρική Νόσος; Ανοσοποιητικό κύτταρο; Οργανοειδές νεφρού; Αλλομόσχευμα;Οφέλη Cistanche.

Εισαγωγή

Τα νεφρά είναι δύο όργανα σε σχήμα φασολιού που είναι υπεύθυνα για το φιλτράρισμα των αποβλήτων, την περίσσεια νερού και άλλες ακαθαρσίες στο αίμα και την παραγωγή ούρων. Τα νεφρά ρυθμίζουν επίσης το pH, τα επίπεδα αλατιού και καλίου και την αρτηριακή πίεση. έλεγχος της παραγωγής ερυθρών αιμοσφαιρίων. και ενεργοποιούν μια μορφή βιταμίνης D που βοηθά το σώμα να απορροφήσει το ασβέστιο. μέχρι σήμερα, υπολογίζεται ότι 850 εκατομμύρια άνθρωποι παγκοσμίως πάσχουν από νεφρική νόσο, συμπεριλαμβανομένης της χρόνιας νεφρικής νόσου (ΧΝΝ), της οξείας νεφρικής βλάβης, της νεφρικής ανεπάρκειας και πολλών άλλων καταστάσεων. Η νεφρική νόσος εμφανίζεται όταν τα νεφρά είναι κατεστραμμένα και δεν μπορούν να εκτελέσουν τις λειτουργίες τους. Η βλάβη μπορεί να προκληθεί από διαβήτη, υψηλή αρτηριακή πίεση και μια ποικιλία άλλων χρόνιων (μακροπρόθεσμων) παθήσεων. Η νεφρική νόσος μπορεί να οδηγήσει σε άλλα προβλήματα υγείας, όπως οστεοπόρωση, νευρική βλάβη, υποσιτισμός και καρδιακές παθήσεις. Οι τρέχουσες θεραπευτικές στρατηγικές για τους ασθενείς παραμένουν οι μεταμοσχεύσεις νεφρού ή η αιμοκάθαρση, οι οποίες είναι δαπανηρές.

Μια ποικιλία κυττάρων στο νεφρό, συμπεριλαμβανομένων των επιθηλιακών, θυλακοειδών, ενδοθηλιακών και νευρωνικών κυττάρων, καθώς και κυτταρικά δίκτυα του ανοσοποιητικού, αλληλεπιδρούν για να διατηρήσουν τη φυσιολογική λειτουργία των νεφρών. Η βαθύτερη κατανόηση της ετερογένειας των υγιών νεφρών και των διεργασιών που υποκρύπτουν τη νεφρική νόσο θα βελτιώσει τον μοριακό και ιστοπαθολογικό φαινοτυπικό ορισμό του νεφρού και θα υποστηρίξει την ανάπτυξη νέων ταξινομήσεων ασθενειών. Η τεχνολογία ενός κυττάρου είναι δυνητικά πλεονεκτική για τον εντοπισμό κυτταρικών υποτύπων, καταστάσεων και μεταβολών συχνότητας κατά την έναρξη και την εξέλιξη της νεφρικής νόσου. Τα τελευταία χρόνια, με την ταχεία ανάπτυξη της υψηλής απόδοσης τεχνολογίας αλληλουχίας μονοκυττάρου RNA (scRNA-seq), έχει κατασκευαστεί ένας ολοκληρωμένος κυτταρικός άτλας του φυσιολογικού νεφρού για την έρευνα ιατρικής νεφρικής ακρίβειας. Το Kidney Precision Medicine Project (KPMP) αναπτύχθηκε παγκοσμίως για τη λήψη βιοψιών ανθρώπινου νεφρού, τη δημιουργία άτλαντων ιστού νεφρού, τον καθορισμό υποπληθυσμών ασθενειών και τελικά τον εντοπισμό βασικών κυττάρων, οδών και στόχων για νέες θεραπείες. Βασιζόμενοι στο μεταγραφικό σύνολο δεδομένων ενός κυττάρου που σχετίζεται με τους νεφρούς, οι ερευνητές ανέλυσαν επίσης τα προφίλ γονιδιακής έκφρασης των ACE2, TMPRSS2 και SLC6A19 σε υποτύπους νεφρικών κυττάρων, κάτι που είναι κρίσιμο για την κατανόηση της παθογένεσης του κορωνοϊού 2 με σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο. θα επικεντρωθούμε (1) στην ανάπτυξη και εφαρμογή της τεχνολογίας ενός κυττάρου, (2) στη χρήση του scRNA-seq για τη μελέτη της ανάπτυξης και της εξέλιξης των νεφρικών παθήσεων, (3) στη μοριακή χαρτογράφηση των ανοσοκυττάρων σε νεφρικές παθήσεις, 4) η εφαρμογή του scRNA-seq σε όργανα που μοιάζουν με νεφρό και (5) η χρήση του scRNA-seq για τη μελέτη νεφρικών αλλομοσχευμάτων σε βάθος (Εικόνα 1).

Κάντε κλικ εδώ για να λάβετεοι επιπτώσεις του Cistanche στα νεφρά

Ανάπτυξη και Εφαρμογή Μονοκυτταρικής Μεταγραφικής Τεχνολογίας

Ένα μόνο κύτταρο είναι η βασική μονάδα της ζωής. Οι τεχνικές ανάλυσης ενός κυττάρου έχουν φέρει επανάσταση στην ικανότητά μας να αναγνωρίζουμε τη σύνθεση των κυττάρων, να παρακολουθούμε τη μοριακή δυναμική και να αποκαλύπτουμε παθολογικούς μηχανισμούς. Η πρώιμη συνολική ανάλυση γονιδιακής έκφρασης ενός κυττάρου πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας τεχνικές μικροσυστοιχίας και qPCR. Οι Tietjen et al. χρησιμοποίησε μικροσυστοιχίες μονοκυττάρου για την παρακολούθηση των προφίλ μοριακής έκφρασης μεμονωμένων νευρώνων και προγονικών κυττάρων και για τον καθορισμό οδών σηματοδότησης σε διαφορετικά αναπτυξιακά στάδια. Επιπλέον, η ανάλυση έκφρασης ενός κυττάρου εντόπισε αρκετούς αναπτυσσόμενους υποτύπους κυττάρων που έχουν νέα παγκρεατικά γονίδια, παρέχοντας νέες γνώσεις για την παγκρεατική ανάπτυξη. Αυτή η τάξη ανέπτυξε τεχνικές qPCR μονοκυττάρου και τις εφάρμοσε στη μελέτη βασικών ρυθμιστικών γονιδίων στην ανάπτυξη βλαστοκύστης ποντικού και στη διαφοροποίηση της αιμοποιητικής γενεαλογίας.

Με την έλευση των τεχνολογιών αλληλούχισης επόμενης γενιάς, το scRNA-seq έχει δείξει σαφή πλεονεκτήματα στη διάκριση διαφορετικών ισομορφών, αλληλικής έκφρασης και νέων μεταγραφών σε μεμονωμένα κύτταρα με χαμηλότερο κόστος. το 2009, οι Tang et al. ανέφερε την πρώτη αλληλουχία πλήρους μεταγραφώματος mRNA μονοκυττάρου, καταδεικνύοντας την πολυπλοκότητα των μεταγραφικών παραλλαγών σε μεμονωμένα ωοκύτταρα ή ωοκύτταρα ποντικού. Το smart-seq was 2012 αναπτύχθηκε για την ανίχνευση μεταγραφών πλήρους μήκους σε μεμονωμένα κύτταρα και εφαρμόζοντάς το σε σπάνια κύτταρα, οι ερευνητές εντόπισαν υποψήφιους βιοδείκτες για τα κυκλοφορούντα καρκινικά κύτταρα μελανώματος. Ένα χρόνο αργότερα, παρουσιάστηκε το Smart-seq2 με βελτιωμένη αντίστροφη μεταγραφή, κάλυψη ανάγνωσης, μεροληψία και ακρίβεια. Οι πρόσφατες εξελίξεις στο Smart-seq3 έχουν βελτιώσει σημαντικά την ευαισθησία του στην ανίχνευση χιλιάδων μεταγραφών ενός κυττάρου σε αλληλική και ισομορφική ανάλυση. Σε αντίθεση με τις μεθόδους ενίσχυσης που βασίζονται σε PCR, το CEL-seq συλλαμβάνει αποτελεσματικά μεταγραφώματα ενός κυττάρου με πολλαπλή γραμμική ενίσχυση. Μια μελέτη που χρησιμοποιεί το CEL-seq για τη μελέτη της πρώιμης εμβρυϊκής ανάπτυξης του Cryptobacterium hidradenoma αποκάλυψε τα αναπαραγώγιμα και ευαίσθητα αποτελέσματά του σε ανάλυση ενός κυττάρου. Η πρώτη αυτοματοποιημένη πλατφόρμα του scRNA-seq είναι το Fluidigm C1, το οποίο χρησιμοποιεί ένα μικρορευστο σύστημα για τη σύλληψη μεμονωμένων κυττάρων σε 96 ή 384 θαλάμους, ακολουθούμενη από λύση κυττάρων, αντίστροφη μεταγραφή και ενίσχυση PCR.

Από το 2015, η έρευνα ενός κυττάρου έχει εισέλθει πλήρως στην εποχή της υψηλής απόδοσης, του χαμηλού κόστους και του αυτοματισμού με τη συνεχή διαθεσιμότητα των Drop-seq, inDrop, 10× Genomics, Seq-well, Microwell-seq και SPLiTseq. Το Drop-seq και το inDrop διαχωρίζουν τα μεμονωμένα κύτταρα σε σταγονίδια μεγέθους νανολίτρων και τα αναμειγνύουν με έναν μοναδικό γραμμωτό κώδικα για την επισήμανση κάθε κυττάρου. Από την άλλη πλευρά, τα Cyto-seq, Seq-well και Microwell-seq επιτρέπουν τον προσδιορισμό αλληλουχίας mRNA ενός κυττάρου υψηλής απόδοσης συλλαμβάνοντας ένα κύτταρο και ένα σφαιρίδιο γραμμικού κώδικα σε ένα μικροκυψελίδα. Η ομάδα μας κατασκεύασε τον πρώτο άτλαντα κυττάρων ποντικιού και το τοπίο ανθρώπινων κυττάρων σε επίπεδο ενός κυττάρου χρησιμοποιώντας Microwell-seq. Πιο πρόσφατα, η υψηλότερη απόδοση και οι απλούστερες μέθοδοι ονομάζονται SPLiT-seq και sci-RNA-seq για scRNA-seq. Αυτές οι μέθοδοι χρησιμοποιούν το ίδιο το κύτταρο ή τον πυρήνα ως θάλαμο αντίδρασης για τη δημιουργία γραμμωτού κώδικα σε επισημασμένα κύτταρα μέσω αρκετών γύρων της διαίρεσης της δεξαμενής. Όλα τα κύτταρα στη συνέχεια υποβάλλονται σε ενίσχυση cDNA PCR και προσδιορισμό αλληλουχίας. Cao et al. χρησιμοποίησε το sci-RNA-seq3 για να αναλύσει τα μεταγραφώματα περίπου 2 εκατομμυρίων οργανογενών κυττάρων ποντικού και 4 εκατομμυρίων ανθρώπινων εμβρυϊκών κυττάρων, παρέχοντας μια συνολική εικόνα των αναπτυξιακών διαδικασιών των θηλαστικών. Άλλες μονοκυτταρικές τεχνολογίες που καλύπτουν γονιδιωματικές, πρωτεομικές και επιγονιδιωματικές αναλύσεις έχουν επίσης ακμάσει. Ωστόσο, είναι πέρα ​​από το πεδίο εφαρμογής της παρούσας εργασίας.

Εμφάνιση και εξέλιξη της νεφρικής νόσου

Ο νεφρός μπορεί να προσβληθεί από πολλές κοινές και σοβαρές ασθένειες, συμπεριλαμβανομένης της οξείας νεφρικής βλάβης, της σπειραματονεφρίτιδας, των ανιόντων λοιμώξεων (πυελονεφρίτιδα) και του καρκίνου. Συνολικά, η κατανόησή μας για την παθογένεια της νεφρικής νόσου περιορίζεται από έναν ατελή μοριακό χαρακτηρισμό των τύπων κυττάρων που είναι υπεύθυνα για λειτουργίες ειδικών οργάνων. Για να κλείσουμε αυτό το κενό γνώσης, η ομάδα μας και οι Park et al. κατασκεύασε έναν μεταγραφικό άτλαντα του υγιούς νεφρού ποντικού χρησιμοποιώντας scRNA-seq. Οι κύριοι υποτύποι επιθηλιακών κυττάρων νεφρικής μονάδας περιελάμβαναν κύτταρα μίσχου, εγγύς σωληναριακά επιθηλιακά κύτταρα, δακτύλιο Henle, άπω σωληνάρια και κύτταρα συλλεκτικού πόρου. Η μελέτη εντόπισε έναν νέο τύπο μεταναστευτικού κυττάρου για τη συλλογή πληθυσμών κυττάρων πόρων, επιβεβαιώνοντας προηγούμενα ευρήματα αλληλομετατροπής μεταξύ παρεμβαλλόμενων κυττάρων και κύριων κυττάρων σε μελέτες scRNA-seq. Επιπλέον, οι Ransick et al. ανέλυσε νεφρούς ενηλίκων αρσενικών και θηλυκών και δημιούργησε έναν ανατομικό άτλαντα στοιχείων νεφρού ποντικού σε επίπεδο μονοκυττάρου. Η ομάδα μας πραγματοποίησε επίσης ανάλυση Microwell-seq ιστού ανθρώπινου εμβρύου και νεφρού ενηλίκου. Εκτός από τα επιθηλιακά κύτταρα, τα ενδοθηλιακά κύτταρα, τα στρωματικά κύτταρα και τα ανοσοκύτταρα εντός του ιστού, εντοπίσαμε προηγουμένως μη περιγραφόμενους τύπους σωματικών κυττάρων τύπου s στον εμβρυϊκό νεφρό και έναν νέο μεταναστευτικό κυτταρικό τύπο στον ενήλικο νεφρό. Το μονοκυτταρικό μοριακό προφίλ του νεφρικού αγγειακού συστήματος αποκάλυψε εξειδικευμένα προφίλ έκφρασης των δομικών νεφρώνων και αποκάλυψε την παθογένεια της νεφρικής νόσου. Επιπλέον, όλοι οι τύποι σπειραματικών κυττάρων ταυτοποιήθηκαν από υγιή ποντίκια και διαφορετικά μοντέλα ασθενειών με ανάλυση ομαδοποίησης μεταγραφωμάτων μονοκυττάρου και ανιχνεύθηκαν νέα γονίδια που σχετίζονται με την ασθένεια και ρυθμιστικές οδοί σε μοντέλα ασθενειών, όπως η οδός Hippo που ενεργοποιήθηκε στα ποδοκύτταρα μετά από νεφροτοξικό ανοσοποιητικό βλάβη.

Η νεφρική ίνωση είναι χαρακτηριστικό της ΧΝΝ και επηρεάζει περισσότερο από το 10 τοις εκατό του παγκόσμιου πληθυσμού. Σε ένα μοντέλο ετερογενούς συνύπαρξης νεφρικής ίνωσης, οι Kramann et al. χρησιμοποίησε scRNA-seq για να επιβεβαιώσει ότι τα μονοκύτταρα συνεισέφεραν ένα μικρό ποσοστό μυοϊνοβλαστών, αλλά ότι οι περισσότεροι μυοϊνοβλάστες προέρχονταν από μεσεγχυματικά κύτταρα. Στη συνέχεια, οι Kuppe et al. [37] ανέλυσε το μεταγραφικό 135,000 περίπου κυττάρων από εγγύς και μη εγγύς σωληνάρια και επικύρωσε περαιτέρω ότι διαφορετικές ισομορφές των MSCs είναι οι κύριοι παράγοντες που συμβάλλουν στην ανθρώπινη νεφρική ίνωση. Επιπλέον, σε μια συγκριτική ανάλυση υγιών και ινωτικών νεφρικών μονοκυττάρων, ένα γονίδιο ειδικό για μυοϊνοβλάστες, γυμνό ομόλογο κερατινοκυττάρων 2 (NKD2), αναγνωρίστηκε ως πιθανός θεραπευτικός στόχος για την ανθρώπινη νεφρική ίνωση. Με βάση 402 βιοψίες νεφρού, το ινωδογόνο των ούρων έχει προβλεφθεί ως μη επεμβατικός βιοδείκτης σε ασθενείς με ΧΝΝ.

Τυποποιημένο Cistanche

Η διαβητική νεφροπάθεια (ΔΝ) χαρακτηρίζεται από ταυτόχρονη βλάβη στα σπειράματα και στο σωληναριακό διάμεσο. Ωστόσο, σχετικά λίγα είναι γνωστά για το πώς η κυτταρική κατάσταση και η συχνότητα αλλάζουν με την έναρξη της νόσου και την εξέλιξη της γονιδιακής έκφρασης. Για να διευκρινιστούν οι αλλαγές στην έκφραση γονιδίου σπειραματικών κυττάρων σε DN ποντικού, Fu et al. πραγματοποίησε ανάλυση scRNA-seq και αναγνώρισε αρκετούς νέους πιθανούς δείκτες σπειραματικών κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των Magi2, Robo2, Ramp3 και Fabp4. Στη διαβητική νεφροπάθεια (DKDs), η ρύθμιση των αγγειογενετικών και μεταναστευτικών οδών μεταβάλλεται στα ενδοθηλιακά κύτταρα, ενώ οι ρυθμιστικές οδοί μετάφρασης και σταθερές σε πρωτεΐνες εμπλουτίζονται σε μεγάλο βαθμό στα θυλακοειδή κύτταρα. Συνολικά, οι αλλαγές στη μοριακή δυναμική των ενδοθηλιακών και θυλακοειδών κυττάρων θα βοηθήσουν στον εντοπισμό σημαντικών παθοφυσιολογικών παραγόντων που συμβάλλουν στην εξέλιξη της DN. Οι Chung et al. απεικόνισε το μονοκύτταρο μεταγραφή των σπειραμάτων σε ένα μοντέλο ποντικού με σακχαρώδη διαβήτη. Η γονιδιακή έκφραση μεταβλήθηκε σε θυλακοειδή και ποδοκύτταρα ποντικών ob/ob σε σύγκριση με τους ελέγχους. Πολλαπλασιαστικές οδοί προκλήθηκαν στα θυλακοειδή κύτταρα και οδοί που σχετίζονται με τον κυτταρικό θάνατο προκλήθηκαν στα ποδοκύτταρα, σύμφωνα με αλλαγές στις αναλογίες αριθμού κυττάρων. Η εκτενής ανάλυση των δημοσιευμένων συνόλων δεδομένων scRNA-seq DKD εντόπισε 17 βασικά γονίδια, εμπλουτίζοντας την κατανόησή μας για τους μοριακούς μηχανισμούς που διέπουν την παθογένεση των DKD. Επιπλέον, η αμερόληπτη αλληλουχία RNA απλού πυρήνα (snRNA-seq) κρυοσυντηρημένων δειγμάτων ανθρώπινου διαβητικού νεφρού απέδωσε 23.980 μεταγραφώματα από τρία δείγματα ελέγχου και τρία πρώιμα δείγματα DN. Τα αποτελέσματα έδειξαν αλλαγές κυτταρικού τύπου στη γονιδιακή έκφραση που υποδηλώνουν αυξημένη έκκριση καλίου στην ανθρώπινη DN. Μια προηγούμενη μελέτη που συνέκρινε scRNA-seq και snRNA-seq σε νεφρούς ενηλίκων ποντικών έδειξε ότι οι τελευταίοι είχαν πιο αποτελεσματική ικανότητα σύλληψης. Για παράδειγμα, τα σπειραματικά ποδοκύτταρα, τα θυλακοειδή κύτταρα και τα ενδοθηλιακά κύτταρα συλλήφθηκαν από snRNA-seq και όχι από scRNA-seq. Η εφαρμογή του snRNA-seq ελαχιστοποιεί τις ψευδο-επιδράσεις της ενζυμικής πέψης και μπορεί να πραγματοποιηθεί σε κατεψυγμένα δείγματα, γεγονός που αναμένεται να οδηγήσει σε ευρύτερη εφαρμογή για την επιτάχυνση της μελέτης παθολογικών μηχανισμών σε διάφορες νεφρικές παθήσεις.

Ένα ακριβές κυτταρικό μεταγραφικό μπορεί να αποκαλύψει την προέλευση των νεφρικών καρκινικών κυττάρων και τις μεταγραφικές τροχιές που υποστηρίζουν τον κακοήθη μετασχηματισμό. Young et al. όρισε φυσιολογικούς και καρκινικούς τύπους ανθρώπινων νεφρικών κυττάρων από έναν κατάλογο 72.501 μονοκυτταρικών μεταγραφωμάτων. Με τον εντοπισμό συγκεκριμένων φυσιολογικών κυτταρικών συσχετισμών νεφρικών καρκινικών κυττάρων (RCCs), μια μελέτη παρείχε στοιχεία για την υπόθεση ότι τα καρκινικά κύτταρα του Wilms είναι ανώμαλα εμβρυϊκά κύτταρα και ότι τα RCC μπορεί να προέρχονται από έναν ελάχιστα γνωστό υποτύπο εγγύς σωληναριακών κυττάρων. Έτσι, το scRNA-seq παρέχει μια κλιμακούμενη πειραματική στρατηγική για τον χαρακτηρισμό ανθρώπινων νεφρικών καρκινικών κυττάρων με ακριβή ποσοτική κυτταρική μοριακή ανάλυση.

Μοριακός Άτλας των Ανοσιακών Κυττάρων στη Νεφρική Νόσο

Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος αποτελούν θεμελιώδες συστατικό των ανθρώπινων ιστών και παίζουν σημαντικό ρόλο στον φυσιολογικό και παθολογικό μεταβολισμό. Πράγματι, η ικανότητα του ανοσοποιητικού συστήματος να αναγνωρίζει παθογόνα ή σήματα κινδύνου ή κακοήθη κύτταρα είναι ζωτικής σημασίας. Η εφαρμογή της μονοκυτταρικής τεχνολογίας στη μελέτη των νεφρικών ανοσοκυττάρων έχει τη δυνατότητα να διευκολύνει την καλύτερη κατανόηση του ρόλου του ανοσοποιητικού συστήματος στην παθογένεση υγιών νεφρών και ασθενειών, καθώς και να εντοπίσει νέες θεραπευτικές στρατηγικές. Αυτές οι προσπάθειες αρχίζουν να χαρτογραφούν το περίπλοκο ανοσοποιητικό τοπίο εντός του νεφρού και να αποκαλύπτουν τη σχέση μεταξύ των κυττάρων του ανοσοποιητικού που κατοικούν στον ιστό και των αμοιβαία ενεργοποιημένων γειτόνων τους.

Το 2018, η εφαρμογή του scRNA-seq σε ιστό νεφρού ποντικού παρείχε ένα ολοκληρωμένο τοπίο των κυττάρων του ανοσοποιητικού, συμπεριλαμβανομένων των μακροφάγων, των ουδετερόφιλων, των Β και Τ λεμφοκυττάρων και των ΝΚ κυττάρων. Ένα χρόνο αργότερα, καθιερώθηκε μια άνευ προηγουμένου μονοκυτταρική μελέτη της χωροχρονικής οργάνωσης των ανθρώπινων νεφρικών ανοσοκυττάρων. Τα δίκτυα μυελοειδών και λεμφικών ανοσοκυττάρων που κατοικούν στον ιστό εντοπίστηκαν σε νεφρούς εμβρύου και ενηλίκων και οι μελέτες εντόπισαν μεταγεννητικά μεταγραφικά προγράμματα που προάγουν την άμυνα των λοιμώξεων. Επιπλέον, η αλληλεπίδραση μεταξύ των ώριμων επιθηλιακών κυττάρων του νεφρού και των κυττάρων του ανοσοποιητικού προβλέφθηκε ότι θα στρατολογήσει αντιβακτηριακά μακροφάγα και ουδετερόφιλα στις πιο ευαίσθητες περιοχές του νεφρού. Συνολικά, το ολοκληρωμένο ανοσοποιητικό τοπίο του νεφρού συμβάλλει στη μελέτη παθογόνων μηχανισμών και στον εντοπισμό θεραπευτικών στόχων σε ανοσολογικές και λοιμώδεις νεφρικές παθήσεις.

Η νεφρίτιδα του λύκου (LN) είναι μια δυνητικά θανατηφόρα αυτοάνοση νόσος για την οποία οι τρέχουσες θεραπείες είναι αναποτελεσματικές και συχνά τοξικές. Οι μοριακές και κυτταρικές διεργασίες που οδηγούν σε νεφρική βλάβη και η ετερογένεια του LN παραμένουν ασαφείς. Το scRNA-seq χρησιμοποιήθηκε από τους Arazi et al. για τον εντοπισμό 21 ειδικών για νόσο υποπληθυσμών μυελοειδών, Τ, φυσικών φονέων και Β κυττάρων σε ασθενείς με LN. Ομοίως, οι Der et al. εφάρμοσε scRNA-seq σε ιστούς βιοψίας νεφρού και δέρματος από ασθενείς με LN. Οι βαθμολογίες απόκρισης ιντερφερόνης τύπου Ι των σωληναριακών επιθηλιακών κυττάρων αναφέρθηκαν ότι ήταν υψηλότερες σε ασθενείς με LN από ότι σε υγιείς μάρτυρες. Επιπλέον, φλεγμονώδη και ινωτικά χαρακτηριστικά των σωληναριακών κυττάρων συσχετίστηκαν με την αναποτελεσματικότητα της θεραπείας. Στο DKD, η ανάλυση scRNA-seq έδειξε σημαντικά υψηλότερο αριθμό ανοσοκυττάρων στα διαβητικά σπειράματα από ό,τι στους μάρτυρες. Αυτές οι μελέτες υποδηλώνουν ότι τα προφίλ γονιδιακής έκφρασης των ανοσοκυττάρων στα ούρα, το δέρμα και τα νεφρά συσχετίζονται σε μεγάλο βαθμό, υποδηλώνοντας ότι οι βιοψίες ούρων και δέρματος μπορεί να αποτελούν πιθανή πηγή διαγνωστικών και προγνωστικών δεικτών για νεφρική νόσο.

Πρόσφατες μελέτες έχουν καταδείξει το ρόλο των ανοσοκυττάρων σε μοντέλα νεφρικής νόσου με ανάλυση ενός κυττάρου. Τα μοντέλα μονόπλευρης απόφραξης ουρητήρα χρησιμοποιούνται ευρέως για τη νεφρική διάμεση ίνωση, όπου μακροφάγα και φλεγμονώδη κύτταρα διεισδύουν στο νεφρικό διάμεσο διάμεσο, οδηγώντας σε έντονες αλλαγές στη νεφρική αιμοδυναμική και στο μεταβολισμό. Το scRNA-seq έχει χρησιμοποιηθεί σε αναστρέψιμα μοντέλα μονόπλευρης απόφραξης ουρητήρα για την ανατομή του τοπίου των μυελοειδών κυττάρων κατά την εξέλιξη και την υποχώρηση της ίνωσης. Οι Conway et al. αποκάλυψε ετερογένεια στα μυελοειδή κύτταρα, με δυναμικές αλλαγές στις σχετικές αναλογίες των υποπληθυσμών, τα μονοκύτταρα στρατολογούνται νωρίς στον τραυματισμό, τα Ccr2 plus μακροφάγα συσσωρεύονται αργά στον τραυματισμό και ένα νέο σύμπλεγμα Mmp12 συν μακροφάγων παίζει ρόλο στη διαδικασία αποκατάστασης. Στη νεφρική νόσο και τη μεταμόσχευση, η βλάβη ισχαιμίας-επαναιμάτωσης (IRI) σχετίζεται με φλεγμονή και στρατολόγηση λευκοκυττάρων. Χρησιμοποιήθηκαν πειραματικά μοντέλα IRI για την αξιολόγηση του λειτουργικού ρόλου 2 ομάδων εγγενών κυττάρων που μοιάζουν με λεμφοειδή στο νεφρό και τα δεδομένα υποδηλώνουν ότι αυτά τα κύτταρα έχουν περιττές λειτουργίες σε νεφρική βλάβη. Με την εφαρμογή scRNA-seq σε ένα μοντέλο IRI νεφρικής μεταμόσχευσης, οι Kremann et al. διαπίστωσε ότι η επακόλουθη διήθηση CXCR5 συν λευκοκυττάρων είχε ως αποτέλεσμα αυξημένα επίπεδα συστημικού CXCL13. Το knRNA-seq εφαρμόστηκε επίσης σε ένα μοντέλο ποντικού IRI από τους Kirita et al. για τον χαρακτηρισμό λεπτομερών κυτταρικών αποκρίσεων μετά από τραυματισμό και για τον προσδιορισμό μιας διακριτής προφλεγμονώδους και προϊνωτικής κατάστασης εγγύς σωληναρίου. Το ουρικό οξύ, το τελικό προϊόν οξείδωσης του μεταβολισμού των πουρινών, σχετίζεται στενά με τη νεφρική φλεγμονή σε πολλά μοντέλα ασθενειών. Για παράδειγμα, το NLRP3 (δομική περιοχή 3 που περιέχει NOD-, LRR- και πυρίνη) ανιχνεύει σήματα περίσσειας ουρικού οξέος και τα φλεγμονώδη κυστίδια ενεργοποιούνται στην υπερουριχαιμική νεφροπάθεια. Ωστόσο, δεν είναι γνωστοί οι συγκεκριμένοι ανοσολογικοί μηχανισμοί στους οποίους βρίσκεται η επαγόμενη από υπερουριχαιμία νεφρική βλάβη. Η κατασκευή ενός φλεγμονώδους σωματικού τοπίου σε μονοκύτταρο επίπεδο σε ένα μοντέλο νεφρικής βλάβης που προκαλείται από υπερουριχαιμία αναμένεται να πραγματοποιηθεί στο εγγύς μέλλον.

Η ανοσολογική διήθηση υπάρχει στους όγκους των νεφρών και επηρεάζεται από το μικροπεριβάλλον του όγκου. Μια προηγούμενη μελέτη έδειξε ότι οι πληθυσμοί μακροφάγων που διεισδύουν σε όγκο εκφράζουν τον αγγειακό ενδοθηλιακό αυξητικό παράγοντα Α και εμπλέκονται στη σύνθετη οδό σηματοδότησης VEGF στον ιστό RCC. Η παρούσα μελέτη καταδεικνύει ότι το scRNA-seq μπορεί να αντιμετωπίσει την ογκογένεση και να αναγνωρίσει υποτιθέμενους παθοφυσιολογικούς μηχανισμούς και δίκτυα κυτταρικής σηματοδότησης που μπορεί να χρησιμεύσουν ως στόχοι για φαρμακευτική θεραπεία. Συνολικά, η μελέτη υπογραμμίζει τις προόδους στο scRNAseq που παρέχουν πληροφορίες για το ανοσοποιητικό σύστημα και τα κυτταρικά δίκτυα που λειτουργούν σε υγιείς και άρρωστους νεφρούς.

Φυτικό Cistanche

Εφαρμογή scRNA-seq σε οργανοειδή νεφρού

Εκτός από τη μελέτη των ασθενών νεφρικών ιστών, τα νεφρικά οργανοειδή έχουν γίνει βασικό εργαλείο για τη μελέτη της οργανογένεσης και των μηχανισμών της νόσου και έχουν τη δυνατότητα να επιταχύνουν την ανάπτυξη θεραπειών ως πηγή εναλλακτικών ιστών. Παράλληλα, οι εξελίξεις στο scRNA-seq οδήγησαν σε πιο λεπτομερή ανάλυση διαφόρων κυτταρικών υποπληθυσμών και αλλαγές γονιδιακής έκφρασης σε όργανα που μοιάζουν με νεφρούς.

Συνολικά, η καλύτερη κατανόηση της εμβρυϊκής ανάπτυξης των νεφρών σε μονοκύτταρο επίπεδο είναι απαραίτητη για την καθοδήγηση της ωρίμανσης οργάνων που μοιάζουν με νεφρούς. Οι μονοκυτταρικές μεταγραφικές μελέτες του ανθρώπινου εμβρυϊκού νεφρού έχουν ταυτοποιήσει 22 κυτταρικούς τύπους και αντίστοιχα γονίδια-δείκτες.

Η σύγκριση των διαφορετικών σταδίων ανάπτυξης δείχνει τη συνέχεια της μοριακής δυναμικής των κυττάρων του ποδιού. Μια άλλη ανάλυση μονοκυττάρου πραγματοποιήθηκε σε ανθρώπινο εμβρυϊκό νεφρό και σε όργανα που μοιάζουν με νεφρά που προέρχονται από εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα. Η συγκριτική ανάλυση των μονοκυττάρων αναπτυξιακών τροχιών στο νεφρό αποκάλυψε παρόμοια προφίλ γονιδιακής έκφρασης in vivo και in vitro, εκτός από τα ποδοκύτταρα του τελευταίου σταδίου, υποδηλώνοντας μια ατελή διαδικασία ωρίμανσης οργάνων που μοιάζουν με ποδοκύτταρα. Πειράματα μεταμόσχευσης υποδηλώνουν περαιτέρω ότι ο θυρεοειδής και ο αγγειακός αυλός μπορούν να βελτιστοποιηθούν χρησιμοποιώντας οργανοειδή μοντέλα. Μια πρόσφατη μελέτη που χρησιμοποιεί οπίσθια νεφρικά μεσεγχυματικά και ουρητηρικά κύτταρα που μοιάζουν με οφθαλμό για τη δημιουργία νεφρικών οργανοειδών έδειξε ότι το scRNA-seq βελτίωσε την ωρίμανση του εγγύς σωληναρίου και μείωσε τους πληθυσμούς των κυττάρων εκτός στόχου. Η ανάλυση scRNA-seq των νεφρικών οργανοειδών που προέρχονται από ανθρώπινα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα (PSC) πραγματοποιήθηκε από τους Subramanian et al. και Wu et al. Σε σύγκριση με τα σύνολα δεδομένων ενός κυττάρου ανθρώπινου εμβρύου και νεφρού ενηλίκου, τα διαφορετικά όργανα που μοιάζουν με νεφρούς έδειξαν σε μεγάλο βαθμό αναπαραγώγιμους τύπους κυττάρων, αλλά με διαφορετικές κυτταρικές αναλογίες λόγω της παρουσίας κυττάρων εκτός στόχου. Επιπλέον, η ανάλυση δικτύου παραγόντων μεταγραφής αποκάλυψε μονοπάτια διαφοροποίησης νεφρικών οργανοειδών, υπογραμμίζοντας τη δύναμη της τεχνολογίας μονοκυττάρων στον χαρακτηρισμό και την καθοδήγηση της οργανοειδούς διαφοροποίησης.

Συμπερασματικά, τα ανθρώπινα όργανα που μοιάζουν με τους νεφρούς είναι χρήσιμος πόρος για την εξόρυξη μοντέλων ασθενειών, πιθανούς ρυθμιστικούς μηχανισμούς, έλεγχο φαρμάκων υψηλής απόδοσης και, τελικά, αναγεννητικές θεραπείες. Αυτές οι μελέτες υπογραμμίζουν την πιθανή χρήση του scRNA-seq σε συστήματα νεφρικών μοντέλων για την αποσαφήνιση in vivo φυσιολογικών και παθολογικών διεργασιών και παρέχουν καθοδήγηση για μελλοντική έρευνα στη διάγνωση και θεραπεία νεφρικών παθήσεων.

Ενόραση στα αλλομοσχεύματα νεφρού από scRNA-seq

Η αλλογενής μεταμόσχευση νεφρού είναι μια από τις πιο αποτελεσματικές κλινικές θεραπείες για τη νεφρική νόσο τελικού σταδίου. Η τεχνολογία ενός κυττάρου προσφέρει την ευκαιρία να χαρακτηριστούν με ακρίβεια και ακρίβεια οι τύποι και η κατάσταση των νεφρικών κυττάρων χρησιμοποιώντας δείγματα ανθρώπινης βιοψίας μετά από αλλογενή μεταμόσχευση. Η πρώτη δημοσιευμένη αναφορά δειγμάτων βιοψίας μεταμόσχευσης νεφρού ανέλυσε 8746 μονοκύτταρα μεταγραφικά και όρισε διακριτές φλεγμονώδεις αποκρίσεις. Τα μονοκύτταρα σχημάτισαν τη μη κλασική ομάδα CD16 plus και την κλασική ομάδα CD16-. τα ενδοθηλιακά κύτταρα παρουσίασαν μια κατάσταση ηρεμίας και 2 καταστάσεις απόρριψης με τη μεσολάβηση αντισώματος. Αυτά τα ευρήματα συμβάλλουν στην καλύτερη κατανόηση της ανοσολογικής απόρριψης στη μεταμόσχευση νεφρού. Σε μια συγκριτική μελέτη νεφρικών μονοκυττάρων από πηγές λήπτη και δότη, τα δείγματα νεφρικής βιοψίας έδειξαν σημαντικά διαφορετική μεταγραφική γονιδιακή έκφραση. Μακροφάγα ενεργοποιημένα από φλεγμονή και κυτταροτοξικά εκφρασμένα Τ κύτταρα παρατηρήθηκαν στους δέκτες. Ομοίως, οι Liu et al. ανέλυσαν κύτταρα από χρόνια απόρριψη νεφρικού μοσχεύματος και ταίριαξαν υγιείς ενήλικες νεφρούς σε μονοκύτταρο επίπεδο. Η ανάλυση ομαδοποίησης χωρίς επίβλεψη αποκάλυψε ότι ο αυξημένος αριθμός ανοσοκυττάρων και μυοϊνοβλαστών στην ομάδα απόρριψης χρόνιου νεφρικού μοσχεύματος μπορεί να συμβάλει στη νεφρική απόρριψη και την ίνωση. Συγκεκριμένα, μια πρόσφατη μελέτη απεικόνισε τον πρώτο μονοκύτταρο άτλαντα ούρων ενηλίκων και αναγνώρισε SOX9 συν πληθυσμούς νεφρικών βλαστοκυττάρων/προγονικών κυττάρων στα ούρα. Τα προγονικά κύτταρα πολλαπλασιάστηκαν με επιτυχία και διαφοροποιήθηκαν in vivo, αποκτώντας μερικές από τις ιδιότητες των σωληναριακών κυττάρων και παρέχοντας μια δυνητικά χρήσιμη πηγή για μελλοντική θεραπεία μεταμόσχευσης νεφρού. Συνολικά, η τεχνολογία scRNA-seq παρέχει νέες και διορατικές γνώσεις σχετικά με την απόρριψη ανθρώπινου νεφρικού μοσχεύματος, βελτιώνοντας τελικά τη διαγνωστική ακρίβεια και επιταχύνοντας την υιοθέτηση της ερμηνείας της μοριακής βιοψίας.

Συμπληρώματα Cistanche

συμπέρασμα

Την τελευταία δεκαετία, το scRNA-seq έχει γίνει ένα απαραίτητο εργαλείο για την ανάλυση διαφορικής γονιδιακής έκφρασης σε επίπεδο μεταγραφώματος για τη μελέτη της φυσιολογικής βιολογίας και τον εντοπισμό μοριακών ρυθμιστικών ανωμαλιών στη νόσο. Σε αντίθεση με τους παραδοσιακούς διακριτούς φαινοτύπους, ο μοριακός χαρακτηρισμός σε επίπεδο μονοκυττάρου μπορεί να παρέχει ένα συστηματικό πρότυπο για τον χαρακτηρισμό φαινοτύπων νεφρικής νόσου. Η εφαρμογή της τεχνολογίας μονοκυττάρων σε υγιή νεφρικό ιστό ή κλινικά δείγματα βιοψίας νεφρού παρέχει έναν ολοκληρωμένο μοριακό άτλαντα του νεφρού και διευρύνει την κατανόησή μας για τη νεφρολογία. Ο Άτλας Μονοκυτταρικού Νεφρικού Κυττάρου θα είναι αναπόσπαστο μέρος της διεθνούς εργασίας του Άτλαντα Ανθρώπινων Κυττάρων, που στοχεύει στη δημιουργία ενός ολοκληρωμένου και συστηματικού χάρτη αναφοράς του ανθρώπινου σώματος. Σε μελλοντικές μελέτες, οι αναλύσεις υπερ-υψηλής απόδοσης και χωρικής μεταγραφής με μονοκύτταρα αναμένεται να διευρύνουν την κατανόησή μας για το νεφρό. Η ενσωμάτωση δεδομένων multi-omics θα βελτιώσει περαιτέρω την εξατομικευμένη διάγνωση και θεραπεία νεφρικών παθήσεων.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ

1. Kriz W, Bankir L. Μια τυπική ονοματολογία για τις δομές του νεφρού. Η νεφρική επιτροπή της διεθνούς ένωσης φυσιολογικών επιστημών (IUPS). Kidney Int. 1988 Ιαν. 33(1):1–7.

2. Kurts C, Panzer U, Anders HJ, Rees AJ. Το ανοσοποιητικό σύστημα και η νεφρική νόσος: βασικές έννοιες και κλινικές επιπτώσεις. Nat Rev Immunol. 2013 Οκτ;13(10):738–53.

3. Luyckx VA, Al-Aly Z, Bello AK, Bellorin Font E, Carlini RG, Fabian J, et al. Οι στόχοι βιώσιμης ανάπτυξης σχετίζονται με την υγεία των νεφρών: ενημέρωση για την πρόοδο. Nat Rev Nephrol. 2021 Ιαν. 17(1):15–32.

4. Clark AR, Greka A. The power of one: advances in single-cell genomics in the νεφρό. Nat Rev Nephrol. 2020 Φεβ. 16(2):73–4.

5. Han X, Wang R, Zhou Y, Fei L, Sun Η, Lai S, et αϊ. Χαρτογράφηση του άτλαντα κυττάρων ποντικιού με microwell-seq. Κύτταρο. 2018 Feb;172(5):1091–107.e17.

6. Park J, Shrestha R, Qiu C, Kondo A, Huang S, Werth M, et al. Η μονοκυτταρική μεταγραφική του νεφρού του ποντικού αποκαλύπτει πιθανούς κυτταρικούς στόχους νεφρικής νόσου. Επιστήμη. Μάιος 2018; 360(6390):758–63.

7. Hochane M, van den Berg PR, Fan X, Bérenger-Currias Ν, Adegeest Ε, Bialecka M, et al. Η μονοκυτταρική μεταγραφική αποκαλύπτει τη δυναμική της γονιδιακής έκφρασης της ανάπτυξης του ανθρώπινου εμβρυϊκού νεφρού. PLoS Biol. 2019 Φεβ. 17(2): e3000152.

8. Han X, Zhou Ζ, Fei L, Sun Η, Wang R, Chen Y, et αϊ. Κατασκευή τοπίου ανθρώπινων κυττάρων σε μονοκύτταρο επίπεδο. Φύση. Μάιος 2020; 581(7808):303–9.

9. Liao J, Yu Z, Chen Y, Bao M, Zou C, Zhang Η, et αϊ. Μονοκυτταρική αλληλουχία RNA του ανθρώπινου νεφρού. Sci Data. 2020 Ιαν. 7(1):4.

10. Ιατρική ακριβείας στη νεφρολογία. Nat Rev Nephrol. 2020 Νοε. 16(11):615.

11. Chen QL, Li JQ, Xiang ZD, Lang Y, Guo GJ, Liu ZH. Εντοπισμός γονιδίων του SARS-CoV-2 που σχετίζονται με κυτταρικούς υποδοχείς στον νεφρό μέσω ανάλυσης μεταγραφώματος μονοκυττάρου. Νεφρού Dis. 2020 Ιουλίου; 6(4):258–70.

12. Tietjen I, Rihel JM, Cao Y, Koentges G, Zakhary L, Dulac C. Single-cell transcriptional analysis of neuronal progenitors. Νευρώνας. 2003 Apr;38(2):161–75.

13. Chiang MK, Melton DA. Ανάλυση μεταγραφής μονοκυττάρου της ανάπτυξης του παγκρέατος. Dev Cell. 2003 Mar;4(3):383–93.

14. Guo G, Huss M, Tong GQ, Wang C, Li Sun L, Clarke ND, et al. Επίλυση των αποφάσεων μοίρας των κυττάρων που αποκαλύφθηκαν με ανάλυση έκφρασης μονοκυτταρικού γονιδίου από ζυγώτη σε βλαστοκύστη. Dev Cell. 2010 Απρ; 18(4):675–85.

15. Guo G, Luc S, Marco E, Lin TW, Peng C, Kerenyi ΜΑ, et αϊ. Χαρτογράφηση της κυτταρικής ιεραρχίας με ανάλυση ενός κυττάρου του ρεπερτορίου της κυτταρικής επιφάνειας. Βλαστοκύτταρο κυττάρων. 2013 Οκτ;13(4):492–505.

16. Wang Z, Gerstein M, Snyder M. RNA-Seq: ένα επαναστατικό εργαλείο για την μεταγραφική. Nat Rev Genet. 2009 Ιαν; 10(1):57–63.

17. Tang F, Barbacioru C, Wang Y, Nordman Ε, Lee C, Xu N, et αϊ. mRNA-Seq ανάλυση ολόκληρου μεταγραφώματος ενός μόνο κυττάρου. Μέθοδοι Nat. 2009 Μάιος; 6(5):377–82.

18. Ramsköld D, Luo S, Wang YC, Li R, Deng Q, Faridani OR, et αϊ. Πλήρους μήκους mRNA-seq από μονοκύτταρα επίπεδα RNA και μεμονωμένα κυκλοφορούντα καρκινικά κύτταρα. Nat Biotechnol. 30 Αυγούστου 2012 (8): 777–82.

19. Picelli S, Björklund ÅK, Faridani OR, Sagasser S, Winberg G, Sandberg R. Smart-seq2 για ευαίσθητο προφίλ μεταγραφής πλήρους μήκους σε μεμονωμένα κύτταρα. Μέθοδοι Nat. 2013 Nov;10(11): 1096–8.

20. Hagemann-Jensen Μ, Ziegenhain C, Chen P, Ramsköld D, Hendriks GJ, Larsson AJM, et al. Καταμέτρηση RNA μονοκυττάρου σε ανάλυση αλληλόμορφων και ισομορφών χρησιμοποιώντας Smart-seq3. Nat Biotechnol. 2020 Jun;38(6):708–14.

21. Hashimshony Τ, Wagner F, Sher Ν, Yanai Ι. CEL-seq:single-cell RNA-seq by multiplexed linear amplification. Cell Rep. 2012 Sep;2(3): 666–73.

22. Yanai I, Hashimshony T. CEL-seq2-αλληλουχία μονοκύτταρου RNA με πολυπλεξική γραμμική ενίσχυση. Μέθοδοι ΜοΙ ΒίοΙ. 2019; 1979: 45–56.

23. Streets AM, Zhang X, Cao C, Pang Y, Wu X, Xiong L, et al. Μικρορευστική αλληλουχία ολικού μεταγραφώματος μονοκυττάρου. Proc Natl Acad Sci US A. 2014 Μάιος;111(19):7048–53.

24. Klein AM, Mazutis L, Akartuna I, Tallapragada Ν, Veres Α, Li V, et αϊ. Barcoding σταγονιδίων για μονοκυτταρική μεταγραφική που εφαρμόζεται σε εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα. Κύτταρο. 2015 Μάιος· 161(5): 1187–201.

25. Macosko EZ, Basu Α, Satija R, Nemesh J, Shekhar K, Goldman Μ, et αϊ. Ιδιαίτερα παράλληλο προφίλ έκφρασης σε όλο το γονιδίωμα μεμονωμένων κυττάρων με χρήση σταγονιδίων νανολίτρων. Κύτταρο. 2015 Μάιος· 161(5):1202–14.

26. Fan HC, Fu GK, Fodor SP. Δημιουργία προφίλ έκφρασης. Συνδυαστική επισήμανση μεμονωμένων κυττάρων για κυτταρομετρία γονιδιακής έκφρασης. Επιστήμη. Φεβρουάριος 2015; 347(6222):1258367.

27. Gierahn ΤΜ, Wadsworth ΜΗ, Hughes TK, Bryson BD, Butler Α, Satija R, et αϊ. Seq-well: φορητός, χαμηλού κόστους αλληλουχία RNA μεμονωμένων κυττάρων σε υψηλή απόδοση. Μέθοδοι Nat. 2017 Απρ; 14(4):395–8.

28. Cao J, Packer JS, Ramani V, Cusanovich DA, Huynh C, Daza R, et αϊ. Ολοκληρωμένο μονοκύτταρο μεταγραφικό προφίλ ενός πολυκύτταρου οργανισμού. Επιστήμη. 2017 Aug;357(6352): 661–7.

29. Rosenberg ΑΒ, Roco CM, Muscat RA, Kuchina Α, Sample Ρ, Yao Z, et al. Μονοκυτταρικό προφίλ του αναπτυσσόμενου εγκεφάλου και νωτιαίου μυελού ποντικιού με γραμμωτό κώδικα split-pool. Επιστήμη. 2018 Apr;360(6385):176–82.

30. Cao J, Spielmann Μ, Qiu Χ, Huang Χ, Ibrahim DM, Hill AJ, et αϊ. Το μονοκύτταρο μεταγραφικό τοπίο της οργανογένεσης των θηλαστικών. Φύση. 2019 Feb;566(7745):496–502.

31. Cao J, O'Day DR, Pliner ΗΑ, Kingsley PD, Deng Μ, Daza RM, et αϊ. Ένας άτλαντας ανθρώπινων κυττάρων έκφρασης εμβρυϊκού γονιδίου. Επιστήμη. 2020; 370(6518):370.

32. Chen L, Lee JW, Chou CL, Nair AV, Battistone ΜΑ, Păunescu TG, et al. Μεταγραφήματα των κύριων τύπων κυττάρων νεφρικού αγωγού συλλογής σε ποντικούς που ταυτοποιήθηκαν με μονοκύτταρο RNA-seq. Proc Natl Acad Sci US A. 2017 Nov;114(46): E9989–98.

33. Ransick Α, Lindström ΝΟ, Liu J, Zhu Q, Guo JJ, Alvarado GF, et αϊ. Το προφίλ ενός κυττάρου αποκαλύπτει το φύλο, τη γενεαλογία και την περιφερειακή ποικιλομορφία στο νεφρό του ποντικού. Dev Cell. 2019 Nov;51(3):399– 413.e7.

34. Barry DM, McMillan EA, Kunar B, Lis R, Zhang Τ, Lu T, et αϊ. Μοριακοί καθοριστικοί παράγοντες της αγγειακής εξειδίκευσης του νεφρώνα στο νεφρό. Nat Commun. 2019 Δεκ; 10(1):5705.

35. Chung JJ, Goldstein L, Chen YJ, Lee J, Webster JD, Roose-Girma Μ, et αϊ. Το προφίλ μεταγραφής ενός κυττάρου του σπειράματος των νεφρών προσδιορίζει βασικούς τύπους κυττάρων και αντιδράσεις σε τραυματισμό. J Am Soc Nephrol. 2020 Οκτ;31(10): 2341–54.

36. Kramann R, Machado F, Wu Η, Kusaba Τ, Hoeft Κ, Schneider RK, et αϊ. Η παραβίωση και η αλληλουχία μονοκυτταρικού RNA αποκαλύπτουν περιορισμένη συμβολή μονοκυττάρων στους μυοϊνοβλάστες στην ίνωση των νεφρών. JCI Insight. Μάιος 2018; 3(9): e99561.

37. Kuppe C, Ibrahim MM, Kranz J, Zhang X, Ziegler S, Perales-Patón J, et al. Αποκωδικοποίηση της προέλευσης των μυοϊνοβλαστών στην ίνωση του ανθρώπινου νεφρού. Φύση. 2021 Jan;589(7841):281–6.

38. Wang Η, Zheng C, Lu Y, Jiang Q, Yin R, Zhu P, et al. Το ινωδογόνο ούρων ως προγνωστικός παράγοντας εξέλιξης της ΧΝΝ. Clin J Am Soc Nephrol. 2017 Dec;12(12):1922–9.

39. Fu J, Akat KM, Sun Ζ, Zhang W, Schlondorff D, Liu Z, et al. Το προφίλ RNA μονοκυττάρου των σπειραματικών κυττάρων δείχνει δυναμικές αλλαγές στην πειραματική διαβητική νεφρική νόσο. J Am Soc Nephrol. 2019 Απρ; 30(4):533–45.

40. Zhang Y, Li W, Zhou Y. Identification of hub genes in διαβητική νεφρική νόσο μέσω ανάλυσης πολλαπλών μικροσυστοιχιών. Ann Transl Med. 8 (16): 997 Αυγούστου 2020.

41. Wilson PC, Wu Η, Kirita Υ, Uchimura Κ, Ledru Ν, Rennke HG, et αϊ. Το μονοκύτταρο μεταγραφικό τοπίο της πρώιμης ανθρώπινης διαβητικής νεφροπάθειας. Proc Natl Acad Sci US A. 2019 Sep;116(39):19619–25.

42. Wu H, Kirita Y, Donnelly EL, Humphreys BD. Πλεονεκτήματα του μονοπυρήνα έναντι της αλληλουχίας μονοκύτταρου RNA του νεφρού ενηλίκου: σπάνιοι κυτταρικοί τύποι και νέες κυτταρικές καταστάσεις που αποκαλύπτονται στην ίνωση. J Am Soc Nephrol. 2019 Ιαν. 30(1):23–32.

43. Young MD, Mitchell TJ, Vieira Braga FA, Tran MGB, Stewart BJ, Ferdinand JR, et al. Τα μονοκύτταρα μεταγραφώματα από τους ανθρώπινους νεφρούς αποκαλύπτουν την κυτταρική ταυτότητα των νεφρικών όγκων. Επιστήμη. 2018 Aug;361(6402):594–9.

44. Stewart BJ, Ferdinand JR, Young MD, Mitchell TJ, Loudon KW, Riding AM, et al. Χωροχρονική ανοσολογική ζώνη του ανθρώπινου νεφρού. Επιστήμη. 2019 Sep;365(6460):1461–6.

45. Arazi Α, Rao DA, Berthier CC, Davidson Α, Liu Υ, Hoover PJ, et αϊ. Το τοπίο των ανοσοκυττάρων στους νεφρούς ασθενών με νεφρίτιδα λύκου. Nat Immunol. 2019 Ιουλίου; 20(7):902–14.

46. ​​Der E, Ranabothu S, Suryawanshi Η, Akat KM, Clancy R, Morozov Ρ, et al. Αλληλουχία μονοκυτταρικού RNA για την ανατομή της μοριακής ετερογένειας στη νεφρίτιδα του λύκου. JCI Insight. Μάιος 2017; 2(9):e93009.

47. Der E, Suryawanshi Η, Morozov Ρ, Kustagi Μ, Goilav Β, Ranabothu S, et al. Η μονοκύτταρα μεταγραφική των σωληναριακών κυττάρων και των κερατινοκυττάρων που εφαρμόζονται στη νεφρίτιδα του λύκου αποκαλύπτουν IFN τύπου Ι και οδούς που σχετίζονται με την ίνωση. Nat Immunol. 2019 Ιουλίου; 20(7):915–27.

48. Conway BR, O'Sullivan ED, Cairns C, O'Sullivan J, Simpson DJ, Salzano Α, et al. Ο μονοκύτταρος άτλαντας των νεφρών αποκαλύπτει μυελοειδή ετερογένεια στην εξέλιξη και υποχώρηση της νεφρικής νόσου. J Am Soc Nephrol. Δεκέμβριος 2020; 31(12):2833–54.

49. Cameron GJM, Cautivo KM, Loering S, Jiang SH, Deshpande AV, Foster PS, et al. Τα έμφυτα λεμφοειδή κύτταρα της ομάδας 2 είναι περιττά σε πειραματική βλάβη νεφρικής ισχαιμίας-επαναιμάτωσης. Front Immunol. 2019; 10:826.

50. Kreimann Κ, Jang MS, Rong S, Greite R, von Vietinghoff S, Schmitt R, et αϊ. Ο τραυματισμός ισχαιμίας-επαναιμάτωσης πυροδοτεί την απελευθέρωση CXCL13 και τη στρατολόγηση Β κυττάρων μετά από αλλογενή μεταμόσχευση νεφρού. Front Immunol. 2020; 11:1204.

51. Kirita Y, Wu H, Uchimura K, Wilson PC, Humphreys BD. Το προφίλ των κυττάρων της οξείας νεφρικής βλάβης ποντικού αποκαλύπτει διατηρημένες κυτταρικές αποκρίσεις στον τραυματισμό. Proc Natl Acad Sci US A. 2020 Jul;117(27):15874–83.

52. Wen L, Yang H, Ma L, Fu P. The roles of NLRP3-inflammasome-mediated pathways signing in hyperuricemic nephropathy. ΜοΙ Cell Biochem. 2021 Mar;476(3):1377–86.

53. Nishinakamura R. Οργανοειδή ανθρώπινου νεφρού: πρόοδος και υπόλοιπες προκλήσεις. Nat Rev Nephrol. 2019 Οκτ. 15(10):613–24.

54. Tran Τ, Lindström ΝΟ, Ransick Α, De Sena Brandine G, Guo Q, Kim AD, et αϊ. Οι in vivo αναπτυξιακές τροχιές των ανθρώπινων ποδοκυττάρων πληροφορούν την in vitro διαφοροποίηση πολυδύναμων ποδοκυττάρων που προέρχονται από βλαστοκύτταρα. Dev Cell. 2019 Ιουλίου; 50(1):102–e6.

55. Uchimura K, Wu H, Yoshimura Y, Humphreys BD. Οργανοειδή νεφρού που προέρχονται από ανθρώπινα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα με βελτιωμένη ωρίμανση αγωγού συλλογής και μοντελοποίηση τραυματισμών. Cell Rep. 2020 Dec;33(11):108514.

56. Subramanian Α, Sidhom EH, Emani Μ, Vernon Κ, Sahakian Ν, Zhou Υ, et αϊ. Η απογραφή μονοκυττάρων οργανοειδών ανθρώπινου νεφρού δείχνει αναπαραγωγιμότητα και μειωμένα κύτταρα εκτός στόχου μετά τη μεταμόσχευση. Nat Commun. 2019 Νοε. 10(1):5462.

57. Wu H, Uchimura K, Donnelly EL, Kirita Y, Morris SA, Humphreys BD. Συγκριτική ανάλυση και τελειοποίηση της οργανοειδούς διαφοροποίησης του ανθρώπινου νεφρού που προέρχεται από PSC με μονοκυτταρική μεταγραφική. Βλαστοκύτταρο κυττάρων. 2018 Δεκ; 23(6):869–e8.

58. Czerniecki SM, Cruz NM, Harder JL, Menon R, Annis J, Otto ΕΑ, et αϊ. Ο έλεγχος υψηλής απόδοσης ενισχύει τη διαφοροποίηση των νεφρικών οργανοειδών από τα ανθρώπινα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα και επιτρέπει τον αυτοματοποιημένο πολυδιάστατο φαινοτυπικό προσδιορισμό. Βλαστοκύτταρο κυττάρων. 2018 Jun; 22(6): 929–e4.

59. Dvela-Levitt Μ, Kost-Alimova Μ, Emani Μ, Kohnert Ε, Thompson R, Sidhom EH, et al. Το μικρό μόριο στοχεύει το TMED9 και προάγει τη λυσοσωμική αποικοδόμηση για να αντιστρέψει την πρωτεϊνοπάθεια. Κύτταρο. 2019 Ιουλίου; 178(3):521–e23.

60. Wu Η, Malone AF, Donnelly EL, Kirita Υ, Uchimura Κ, Ramakrishnan SM, et αϊ. Η μονοκυτταρική μεταγραφική ενός δείγματος βιοψίας αλλομοσχεύματος ανθρώπινου νεφρού ορίζει μια ποικιλόμορφη φλεγμονώδη απόκριση. J Am Soc Nephrol. 2018 Αυγούστου 29(8):2069–80.

61. Malone AF, Wu H, Fronick C, Fulton R, Gaut JP, Humphreys BD. Αξιοποίηση εκφρασμένης παραλλαγής ενός νουκλεοτιδίου και αλληλουχίας RNA μονοκυττάρου για τον ορισμό του χιμαιρισμού των ανοσοκυττάρων στην απόρριψη μεταμόσχευσης νεφρού. J Am Soc Nephrol. 2020 Σεπ;31(9):1977–86.

62. Liu Y, Hu J, Liu D, Zhou S, Liao J, Liao G, et αϊ. Η ανάλυση ενός κυττάρου αποκαλύπτει το ανοσοποιητικό τοπίο στους νεφρούς ασθενών με χρόνια απόρριψη μοσχεύματος. Theranostics. 2020; 10(19):8851–62.

63. Wang Y, Zhao Y, Zhao Z, Li D, Nie Η, Sun Y, et al. Η ανάλυση RNA-Seq ενός κυττάρου εντόπισε προγονικά κύτταρα νεφρού από ανθρώπινα ούρα. Πρωτεϊνικό Κύτταρο. 2021 Απρ; 12(4):305–12.

64. Stark R, Grzelak M, Hadfield J. RNA sequencing: the teenage years. Nat Rev Genet. 2019 Νοε. 20(11):631–56. 65 Regev A, Teichmann SA, Lander ES, Amit I, Benoist C, Birney E, et al. Ο άτλαντας των ανθρώπινων κυττάρων. Elife. 2017; 12:6.

Mengmeng Jiang^a,b; Χάιντε Τσεν^{b, c}; Guoji Guo^{a, b, c, d, e}

α: Εργαστήριο Liangzhu, Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Zhejiang, Hangzhou, Κίνα.

β: Κέντρο Βλαστοκυττάρων και Αναγεννητικής Ιατρικής, Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Zhejiang, Hangzhou, Κίνα.

γ: Επαρχιακό βασικό εργαστήριο Zhejiang για Μηχανική Ιστών και Αναγεννητική Ιατρική, Dr. Li Dak Sum & Yip Yio Chin, Κέντρο Βλαστοκυττάρων και Αναγεννητικής Ιατρικής, Hangzhou, Κίνα.

δ: Κέντρο Μεταμόσχευσης Μυελού των Οστών, Το Πρώτο Συνεργαζόμενο Νοσοκομείο, Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Zhejiang, Hangzhou, Κίνα.

ε: Ινστιτούτο Αιματολογίας, Πανεπιστήμιο Zhejiang, Hangzhou, Κίνα