Abstract

Ne pare rău, ceva nu pare să funcționeze corect.

celulă

Încercați să reîmprospătați pagina. Dacă acest lucru nu funcționează, vă rugăm să contactați asistența pentru a putea rezolva problema.

Introducere

Pancreasul joacă un rol important în homoeostaza metabolică, secretând hormoni și enzime digestive. Insulele pancreatice din Langerhans cuprind tipuri distincte de celule endocrine: beta (50-60%), alfa (30-45%), gamma (mai puțin de 10%), delta (mai puțin de 10%) și celule epsilon (mai puțin de 1% ), care secretă glucagon, insulină, polipeptidă pancreatică, somatostatină și respectiv grelină [1]. Indiciile metabolice declanșează secreția acestor hormoni pentru a controla homoeostazia glicemiei. Celulele acinare și ductale exocrine ale pancreasului sunt implicate în secreția enzimelor digestive. Celulele insulare joacă un rol major în dezvoltarea diabetului de tip 2 (T2D), care se caracterizează prin rezistență la insulină, intoleranță la glucoză și hiperglicemie [2]. Insulina menține nivelul de glucoză stimulând absorbția glucozei de către ficat, mușchi și țesuturile adipoase. Celulele beta pancreatice își modifică atât funcția, cât și masa, ca răspuns la rezistența la insulină în țesuturile periferice [3]. Eșecul adaptării are ca rezultat dezvoltarea T2D. Atât rezistența la insulină, cât și T2D sunt asociate cu obezitatea [4].

Recent, tehnica de secvențiere cu ARN unicelulară (scRNA-seq) a fost utilizată pentru a studia subpopulațiile de celule pancreatice la șoareci și oameni [11,12,13,14,15,16,17]. Aceste studii au generat resurse valoroase privind biologia insulelor și T2D. După captarea celulelor (prin utilizarea metodelor microfluidice sau de citometrie în flux) și secvențierea ARN, majoritatea studiilor au folosit metode de reducere a dimensiunii, cum ar fi încorporarea vecinilor stochastici distribuiți t (t-SNE) pentru a grupa celule pe baza profilurilor individuale de expresie genică și a identificat subpopulațiile endocrine și celulele exocrine. Mai mult, au fost identificate gene specifice tipului de celulă [11, 16], gene exprimate diferențial (DEG) între subiecți sănătoși și T2D [12,13,14, 17] și gene care se corelează cu indicele de masă corporală (IMC) [12]. . Receptorii pentru căile de semnalizare celulară s-au dovedit a fi îmbogățiți în tipuri specifice de celule (delta, gamma și epsilon) [11,12,13].

În această lucrare, am urmărit programul de reglare a genelor celulelor pancreatice din datele disponibile public SCRNA-Seq în sănătos și T2D. Regulonii: factorii de transcripție și țintele lor directe care sunt active în celulele pancreatice au fost deduse folosind fluxul de lucru de inferență și reglare a rețelei de reglare cu o singură celulă (SCENIC). Gruparea celulelor pe baza regulonilor identifică celulele endocrine și exocrine și stările celulare multiple. Cu toate acestea, variațiile fenotipice ale stărilor celulare datorate condițiilor IMC și T2D nu se pot distinge. Prin urmare, am folosit gene variabile specifice tipului de celulă pentru a construi traiectoria celulelor în pseudotime folosind Monocle2. Această analiză arată că există un spectru continuu de stări celulare cu bifurcație în destine celulare diferite, în funcție de diferențele fenotipice. Am caracterizat genele care dau naștere bifurcației în traiectorie.