Одноклеточное транскриптомное картирование эпителия тонкой и толстой кишки здоровых взрослых людей от проксимальных отделов к дистальным

Введение и цель: Одноклеточная транскриптомика позволяет изучать функции тканей на клеточном уровне с беспрецедентным разрешением, однако исследований здоровой тонкой и толстой кишки взрослых людей мало. Мы представляем результаты одноклеточного транскриптомного анализа двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишки, а также восходящей, поперечной и нисходящей ободочной кишки у трёх человек.

Методы: Проанализировали 12 590 отдельных эпителиальных клеток от трёх доноров органов; образцы каждого донора обрабатывали независимо. Оценивали органоспецифические маркеры клеточных линий, дифференциально экспрессируемые гены, рецепторы и мишени лекарственных препаратов. Анализ был направлен на изучение внутренних свойств клеток и их способности реагировать на внешние сигналы вдоль оси кишечника у разных людей.

Результаты: Клетки отнесли к 25 кластерам эпителиальных линий. Несколько общепринятых маркеров стволовых клеток кишечника не позволяют специфично идентифицировать все такие клетки у человека. Экспрессия лизоцима не является уникальным признаком клеток Панета человека, а сами клетки Панета не экспрессируют ожидаемые факторы ниши. Клетки BEST4 экспрессируют нейропептид Y (NPY); их степень зрелости различается в тонкой и толстой кишке. Пучковые клетки способны взаимодействовать со звеньями врождённого и адаптивного иммунитета посредством рецепторов, ранее не описанных для этих клеток. Для некоторых классов муцинов, гормонов, белков клеточных соединений и генов всасывания питательных веществ выявлены ранее не отмечавшиеся региональные различия экспрессии в разных клеточных линиях. Экспрессия рецепторов и мишеней лекарственных препаратов различается между клеточными линиями, что указывает на биологическую вариабельность и возможность неодинаковых ответов.

Выводы: Исследование выявляет новые маркеры клеточных линий и региональные различия, показывает важные расхождения между эпителием кишечника человека и мыши, а также помогает понять, как эпителий реагирует на внешнюю среду и лекарственные препараты. Эта подробная карта клеток здорового эпителия кишечника взрослых людей выявляет вероятные функциональные различия между анатомическими отделами желудочно-кишечного тракта и расширяет представления о физиологии кишечника человека.