Comprehensive lung cell atlas offers insights into an unexpected immune niche in the airways

Wellcome Sanger Institute と共同研究者によるこれまでで最も包括的な肺細胞アトラスは、11 の新しい肺細胞タイプを明らかにし、肺感染症との闘いに関与する免疫プロセスに関する詳細な洞察を提供します。

本日(2022 年 12 月 21 日)に公開 自然遺伝学この自由に利用できるリソースは、呼吸器疾患や感染症に関与する肺内の複数の免疫細胞、バリア細胞、およびそれらの環境に焦点を当てています。

この新しい肺細胞アトラスは、より広範な国際的なヒューマン セル アトラス イニシアチブの一部であり、単一細胞シーケンシングと空間トランスクリプトミクスを組み合わせて、細胞がどのように相互作用し、相互に通信するかについての全体像を提供します。

単一細胞研究は肺機能の理解を深めましたが、肺は複雑な構造と環境で構成されており、単一細胞配列決定だけでは調査できません。 たとえば、細胞がどのように構成されているか、特定の細胞型、特に希少な細胞型が肺疾患にどのように寄与しているかについて、多くの未解決の問題があります。

慢性閉塞性肺疾患 (COPD) や間質性肺疾患などの慢性肺疾患は、世界中で主要な死因となっています。1. 健康な肺の局所環境内の細胞間のコミュニケーションを理解することは、病気で何が破壊されているかを判断するのに役立ち、これを予防または治療する方法の手がかりを与えることができます.

この研究では、Wellcome Sanger Institute の研究者と共同研究者が、13 人のドナーの肺組織から約 200,000 個の細胞を遺伝子的にプロファイリングし、11 の新しい細胞型を発見し、合計で 80 の細胞型の正確な位置を示しました。

これらの新しい細胞型のうち、気管支周囲の線維芽細胞は、COPD および特発性肺線維症に関係していることがわかりました。 これらの細胞がどのように関与しているかを調査するにはさらなる研究が必要ですが、この発見は、この肺アトラスを使用して細胞経路と疾患との間の新しいリンクを明らかにする可能性を示しています。

同じ肺の複数の場所を分析できるようになったことで、1 回の研究でさまざまな細胞に関する重要な情報を得ることができました。その多くは以前はマッピングされていませんでした。 さらに、気管支周囲の線維芽細胞と慢性肺疾患との間に発見された関連性は、このアトラスが参照データを超えて、疾患に対する新たな洞察を提供できることを示しています。」


Elo Madissoon 博士、Wellcome Sanger Institute および EMBL の European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI) の共同筆頭著者およびポスドク研究員

これに加えて、研究者らは、腺関連免疫ニッチ (GAIN) と呼ばれる肺の微小環境を定義することができました。 GAIN は、呼吸器感染症との闘いを助けるために存在し、最終的に IgA 抗体産生を促進します。 この複雑なプロセスを詳細にマッピングすることに成功した研究はこれが初めてです。

IgA 応答は、呼吸器感染症に対する効率的な保護に重要であり、COPD や嚢胞性線維症などの肺疾患では損なわれます。 GAIN 機能を調査するさらなる研究は、疾患の症状を緩和する治療法の開発、感染に対する抵抗力の改善、またはワクチン応答を高める方法の作成に役立つ可能性があります。

ウェルカム・サンガー研究所の共同筆頭著者でポスドク研究員のアマンダ・オリバー博士は、次のように述べています。上皮細胞、内皮細胞、免疫細胞が相互作用して免疫ニッチ(GAIN)を形成します。これは、呼吸器感染症からの保護に重要である可能性があります.私たちの単一細胞データにより、この免疫ニッチが機能することを可能にするシグナル伝達回路を掘り下げることができます。将来的に病気を治療する新しい方法を開発する上で非常に重要です。」

ウェルカム・サンガー研究所の共同上級著者で主席研究員のカースティン・マイヤー博士は、次のように述べています。私たちの研究は単一細胞の時代に基づいており、空間データを含めることで、肺細胞が特定の微小環境でどのように相互作用するかを理解し始めています。私たちのアトラスは科学界にとって貴重なリソースであり、肺が細胞レベルでどのように機能するかについての完全なパズルをつなぎ合わせる大規模な研究を楽しみにしています.」

Wellcome Sanger Institute の細胞遺伝学責任者であり、Human Cell Atlas の共同創設者でもある共同上級著者の Sarah Teichmann 博士は、次のように述べています。私たちの肺細胞アトラスは、生命維持に必要な器官の機能についてより深い洞察を提供し、完全なヒト細胞アトラスに向けた重要な貢献です.これに加えて、私たちの研究は、肺のどの経路または細胞が標的となる可能性があるかを特定するのに役立ちます.この研究を可能にしてくれたドナーとその家族、愛する人たちに感謝したい」と述べた。

ソース:

ウェルカム トラスト サンガー インスティテュート

ジャーナルの参照:

マディソン、E. ら。 (2022) 人間の肺の空間的に分解されたアトラスは、腺関連の免疫ニッチを特徴付けます。 自然遺伝学. doi.org/10.1038/s41588-022-01243-4.

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