Die Beobachtung der Blutgefäßzellveränderungen könnten die Früherkennung von blockierten Arterien helfen
Eine Studie an Mäusen haben gezeigt, dass es möglich sein kann, die frühen Anzeichen von Arteriosklerose zu erkennen, was zu verstopften Arterien, durch einen Blick auf, wie Zellen in unseren Blutgefäßen verändern ihre function.the Muskelzellen, die die Blutgefäße auskleiden sind seit langem auf Multi-Task bekannt. Während ihre Hauptfunktion Blut durch den Körper pumpt, sie sind auch in ‚Flickschusterei beteiligt’ Verletzungen in den Blutgefäßen. Übereifrig Schalten dieser Zellen aus der ‚Pump’ auf die ‚Reparatur’ Modus kann zu Atherosklerose führen, was zur Bildung von ‚Plaques’ in den Blutgefäßen, die den Blutfluss blockieren.
Mit State-of-the-Art-Technologien Genomik, ein interdisziplinäres Team von Forschern aus Cambridge und London hat eine kleine Anzahl von Gefäßmuskelzellen in Maus Blutgefäßen in der Tat der Schalt gefangen und beschrieben ihre molekularen Eigenschaften. Die Forscher verwendeten eine innovative Methode, bekannt als Single-Cell-RNA-Sequenzierung, welche ihnen ermöglicht, die Aktivität der meisten Gene in das Genom in Hunderte von einzelnen Gefäßmuskelzellen, zu verfolgen,.
ihre Ergebnisse, veröffentlicht heute in Nature Communications, könnte die Art und Weise zur Erfassung der ‚Schalt ebnen’ Zellen beim Menschen, möglicherweise die Diagnose und Behandlung von Atherosklerose in einem sehr frühen Stadium in der Zukunft ermöglichen.
Arteriosklerose kann zu potenziell schweren Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Herzinfarkt und Schlaganfall führen. Obwohl es derzeit keine Behandlungen gibt, die Arteriosklerose umkehren, Lebensstilmaßnahmen wie eine verbesserte Ernährung und mehr Bewegung können das Risiko einer Verschlechterung des Zustands verringern; Früherkennung kann dieses Risiko minimieren.
“Wir wussten, dass, obwohl diese Zellen in gesunden Geweben ähneln einander, sie sind eigentlich eine ganz bunte Mischung auf molekularer Ebene,” Erklärt Dr. Helle Jørgensen, Gruppenleiter an der Universität von Cambridge der Abteilung für Kardiovaskuläre Medizin, die Co-Regie die Studie.
“jedoch, als wir die Ergebnisse, eine sehr kleine Anzahl von Zellen in dem Gefäß wirklich herausragte. Diese Zellen verloren die Aktivität von typischen Muskelzelle Gene in verschiedenen Graden, und ausgedrückt stattdessen ein Gen namens Sca1, die am besten bekannt ist, Stammzellen markieren, der Körper ‚Master-Zellen‘.”
Die Fähigkeit, die Aktivität nachzuweisen (oder ‚Ausdruck‘) von Tausenden von Genen parallel in diesen neu entdeckten Zellen hat ein Spiel-Wechsler gewesen, sagen die Forscher.
“Einzel-Zell-RNA-Sequenzierung hat es uns ermöglicht, das zu Sca1 zusätzlich zu sehen, Diese Zellen exprimierten eine ganze Reihe von Genen, die mit anderen bekannten Rollen in dem Umschaltvorgang,” sagt Lina Dobnikar, ein Computerbiologe am Babraham Institute und gemeinsamer Erstautor der Studie.
“Diese Zellen zeigten zwar nicht unbedingt die Eigenschaften von Fully-Switched-Zellen, wir konnten sehen, dass wir sie beim Schalten erwischten, was vorher nicht möglich war.”
Um zu bestätigen, dass diese ungewöhnlichen Zellen von Muskelzellen abstammen, Das Team verwendete eine weitere neue Technologie, bekannt als Abstammungskennzeichnung, die es den Forschern ermöglichten, die Geschichte der Expression eines Gens in jeder Zelle zu verfolgen.
“Selbst wenn die Zellen vollständig Muskelzelle Gene stillgelegt, Lineage Kennzeichnung gezeigt, dass sie oder ihre Vorfahren irgendwann entweder waren in der Tat die typischen Zellen Muskel,” sagt Annabel Taylor, Zellbiologin in Jørgensen Labor und gemeinsamer erster Autor der Studie.
das molekulare Profil dieser ungewöhnlichen Zellen zu wissen, hat es möglich gemacht, ihr Verhalten in Krankheit zu studieren. Forscher haben bestätigt, dass diese Zellen in geschädigte Blutgefäße und in atherosklerotischen Plaques viel zahlreicher geworden, Wie aus Schaltzellen zu erwarten.
“Wir hatten das Glück, dass Single-Cell-RNA-Sequenzierungstechnologien hatte sich rasch entwickelnden worden, während wir an dem Projekt arbeiteten,” sagt Dr. Mikhail Spivakov, ein Genomik Biologe und Gruppenleiter am MRC London Institute of Medical Sciences, die Co-Regie die Studie mit Jørgensen. Dr. Spivakov führte die Arbeit, während er Gruppenleiter am Babraham Institute war. “Als wir anfingen, in Hunderten von Zellen der Suche wurde die Grenze, aber für die Analyse von atherosklerotischen Plaques wir wirklich Tausende benötigt. Mit der Zeit haben wir dieses Experiment zu tun, war es bereits möglich.”
In der Zukunft, die Ergebnisse von der Mannschaft können den Weg für den Fang von Atherosklerose früh ebnen und es effektiver Behandlung.
“Theoretisch, eine Erhöhung der Zahlen sieht von Zellen bei ansonsten gesunden Gefäßen Schalen sollte einen Alarm auslösen,” sagt Jorgensen. “Gleichfalls, die molekularen Eigenschaften dieser Zellen zu wissen, kann ihnen helfen, selektiv mit spezifischen Medikamenten Ziel. jedoch, es ist noch früh. Unsere Studie wurde an Mäusen durchgeführt, wo wir eine große Anzahl von Gefäßmuskelzellen erhalten und ihre Genome für die Abstammungskennzeichnung modifizieren konnten. Um unsere Ergebnisse zuerst in menschliche Zellen und dann in die Klinik zu übertragen, ist noch weitere Forschung erforderlich.”
Die Forschung wurde von der British Heart Foundation und UK Forschung und Innovation gefördert.
Quelle: www.sciencedaily.com, Universität von Cambridge
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