Ihmisen paksusuolen kartoitus yhden solun sekvensoinnilla (COLATA)

Ihmisen paksusuoli koostuu neljästä erillisestä histologisesta kerroksesta: Serosa, muscularis externa, submucosa ja limakalvo. Limakalvon sisäpinta koostuu pylväsepiteelistä ja rauhaskudoksesta, joka sisältää Lieberkühnin kryptejä ja erittäviä pikarisoluja, lamina propriaa ja muscularis limakalvoa. Paksusuolesta on löydetty useita eri solutyyppejä, esimerkiksi enteroendokriinisia soluja ja M-soluja.

Ihmisen paksusuolen solukoostumus, geeniekspressiomallit ja ylävirran säätelyreitit vaihtelevat eri anatomisissa paikoissa. Tämä näkyy hyvänlaatuisten ja pahanlaatuisten kolorektaalisten sairauksien anatomisessa harhassa. Esimerkiksi distaalisessa paksusuolessa esiintyy enemmän haavaista paksusuolentulehdusta, divertikuliittia ja kromosomaalisen epästabiilisuuden syöpää, kun taas proksimaalisessa paksusuolen iskeeminen paksusuolentulehdus, kollageeninen koliitti ja mikrosatelliitin epävakauden aiheuttama syöpä ovat vallitsevia.

Tällä hetkellä ei ole olemassa tutkimuksia, jotka kuvaavat perustietoja genominlaajuisesta koodauksesta, metylaatiosta tai geeniekspressiosta, jotka liittyvät spesifisiin anatomisiin paikkoihin ihmisen paksusuolessa.

Käyttämällä scRNAseqia ja scATACseqia (Single-cell Assay of Transposase Accessible Chromatin Sequencing) pystymme kartoittamaan avoimia alueita solun DNA:ssa ja RNA:ssa, mikä tarjoaa meille ainutlaatuisen "kartan" myös paksusuolen soluista. geenin ilmentyminen. ScATACseq visualisoi kromatiinin avoimet alueet muodostaen "piikkejä", joita voidaan sitten käyttää DNA-motiivien, kuten transkriptiotekijän sitoutumiskohtien, kartoittamiseen. scATACseqin ilmaantumisen myötä kromatiinin saavutettavuus on yhdistettynä geeniekspressiotietoihin erittäin hyödyllinen resurssi solutyyppispesifisten säätely-DNA-vuorovaikutusten tutkimiseen. Tutkiaksemme edelleen paksusuolen immunologisia näkökohtia, poistamme immuunisoluja paksusuolesta. Lopuksi otetaan täysveri, jotta voidaan paremmin analysoida aineenvaihdunnan riskitekijöitä suhteessa paksusuolen metaboliseen solusäätelyyn.

Tämän tutkimuksen yleisenä tarkoituksena on kuvata ihmisen paksusuolen solukoostumusta ja sen geeniekspressiota scRNAseq- ja scATACseq-menetelmillä. Tämä tarjoaa mahdollisesti yksityiskohtaisen paksusuolen kartan, joka auttaa ymmärtämään, kuinka paksusuolen sairaudet kehittyvät sekä paksusuolen vaikutus systeemisiin sairauksiin, kuten tyypin II diabetekseen.