Kortlægning af den menneskelige tyktarm ved hjælp af enkeltcellesekvensering (COLATA)

Den menneskelige tyktarm er sammensat af fire distinkte histologiske lag: Serosa, muscularis externa, submucosa og mucosa. Den indre slimhindeoverflade er sammensat af søjleformet epitel og kirtelvæv indeholdende krypter af Lieberkühn og sekretoriske bægerceller, lamina propria og muscularis mucosa. Flere forskellige celletyper er blevet opdaget i varierende grad i tyktarmen, for eksempel enteroendokrine celler og M-celler.

Den cellulære sammensætning, mønstre af genekspression og opstrøms regulatoriske veje for den menneskelige tyktarm varierer på tværs af forskellige anatomiske placeringer. Dette er tydeligt i den anatomiske skævhed ved benigne og ondartede kolorektale sygdomme. For eksempel har den distale colon en højere forekomst af ulcerøs colitis, diverticulitis og kromosomal ustabilitetskræft, hvorimod iskæmisk colitis, kollagenøs colitis og mikrosatellit-instabilitetsinduceret cancer er fremherskende i den proksimale colon.

I øjeblikket er der ingen undersøgelser, der beskriver baseline-data for genom-dækkende kodning, methylering eller genekspression relateret til specifikke anatomiske placeringer i den menneskelige tyktarm.

Ved at bruge scRNAseq og scATACseq (Single-cell Assay of Transposase Accessible Chromatin Sequencing) vil vi være i stand til at kortlægge åbne områder i cellens DNA og RNA, og dermed give os et unikt "kort" over cellerne i tyktarmen. genekspression. ScATACseq visualiserer åbne områder i kromatinet og genererer "toppe", som derefter kan bruges til at kortlægge DNA-motiver, såsom transkriptionsfaktorbindingssteder. Med fremkomsten af ​​scATACseq er kromatintilgængelighed i kombination med genekspressionsdata en yderst nyttig ressource til at studere celletypespecifikke regulatoriske DNA-interaktioner. For yderligere at studere de immunologiske aspekter af tyktarmen, vil vi udvinde immunceller fra tyktarmen. Til sidst vil der blive ekstraheret fuldblod for bedre at analysere metaboliske risikofaktorer i forhold til tyktarmens metaboliske cellulære regulering.

Det overordnede formål med denne undersøgelse er at beskrive den cellulære sammensætning af den menneskelige tyktarm og dens genekspression ved hjælp af scRNAseq og scATACseq metoder. Dette vil potentielt give et detaljeret kort over tyktarmen, der hjælper vores forståelse af, hvordan sygdomme i tyktarmen udvikler sig, samt tyktarmens indflydelse på systemiske sygdomme såsom type II diabetes.