微小的水,,一种与水母和珊瑚有关的淡水无脊椎动物，具有惊人的更新细胞和再生受损组织的能力。将九头蛇切成两半，它会在几天内再生身体和神经系统。加利福尼亚大学戴维斯分校的研究人员现在已经追踪了九头蛇细胞的命运，揭示了三行干细胞如何成为神经，肌肉或其他组织。
加州大学戴维斯分校和细胞生物学系助理教授Celina Juliano，项目科学家Stefan Siebert及其同事，包括哈佛大学博士后研究员Jeff Farrell，对25,000个单个水合细胞的RNA转录本进行了测序，以跟踪几乎所有的遗传轨迹。分化细胞类型。
“单细胞测序的优点以及为什么这对于发育生物学家来说是如此重要，因为我们实际上可以捕获表达为细胞的基因，从干细胞分化成不同的细胞类型，”Juliano说。
该研究为发育生物学家提供了水合物中三种干细胞发育谱系的高分辨率图谱。西伯特说，该数据集将帮助研究人员了解在许多动物(包括人类)共享的进化早期的调控基因网络。例如，了解水汽如何使其整个神经系统再生，可以帮助我们更好地了解人类的神经退行性疾病。
从三行干细胞中再生
Hydra不断从三种不同的干细胞群中更新细胞。研究人员从单个水合细胞中分析了一组称为转录组的信使RNA分子，并根据其表达的基因对细胞进行分组。然后，他们可以建立一个决策树，显示干细胞的每个谱系如何产生不同的细胞类型和组织。例如，间质干细胞谱系在动物的触角中产生神经细胞，腺体细胞和刺痛细胞。
“通过建立间质谱系的决策树，我们意外地发现了神经元和腺体细胞分化途径共享细胞状态的证据，”Juliano说。“因此，在作出最终决定之前，间质干细胞似乎会通过具有腺体和神经元潜能的细胞状态。”
单细胞分子图也使Juliano及其同事能够识别可能控制这些决策过程的基因，这将成为未来研究的重点。
研究人员对hydra的神经系统再生能力特别感兴趣，这可以提供治疗人类创伤或退行性疾病的见解。
“所有生物都有相同的伤害反应途径，但在某些生物体如水,,它会导致再生，”共同作者和研究生Abby Primack说。“在其他生物体中，就像人类一样，一旦我们的大脑受伤，我们就难以恢复，因为大脑缺乏我们在九头蛇中看到的那种再生能力。”
标签： 定位细胞
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