Картирование аппендикса человека с использованием секвенирования отдельных клеток (APPATA)

До недавнего времени человеческий аппендикс рассматривался как рудиментарный орган без какой-либо конкретной функции в организме человека. Наши текущие знания о клеточном составе аппендикса основаны исключительно на гистологических исследованиях в сочетании с иммуногистохимическим окрашиванием. Эти исследования показали, что структурный состав червеобразного отростка подобен толстой кишке, со слизистой оболочкой, подслизистой оболочкой, наружной мускулатурой и серозной оболочкой. Уникально то, что аппендикс имеет почти периферические лимфоидные фолликулы в подслизистой оболочке и собственной пластинке и, таким образом, становится вторичным лимфоидным органом. Кроме того, в аппендиксе имеются крипты Либеркюна, которые в отличие от толстой кишки содержат клетки Панета и аргентаффинные (энтерохромаффинные) нейроэндокринные клетки1, 2

Недавно была открыта роль аппендикса в регуляции иммунологических функций. Считается, что большое разнообразие бактерий в аппендиксе стимулирует иммунную систему человека и способствует созреванию и диверсификации лейкоцитов, особенно В-клеток в лимфоидных фолликулах аппендикса.3 Аппендикс содержит большее количество CD5+ (B1), CD19+, иммуноглобулин-секретирующих IgG и секреторных IgA-клеток по сравнению с толстой кишкой. В эпителии, ассоциированном с просветными фолликулами, наблюдается высокая концентрация внутриэпителиальных М-клеток, а также Т- и В-клеток, связанных с человеческим лейкоцитарным антигеном D (HLA-DR)4.

Аппендикс человека имеет уникальный клеточный состав, который играет роль в бактериальном гомеостазе в толстой кишке5 и энтеро-эндокринной регуляции6. Кроме того, удаление аппендикса может резко изменить частоту некоторых метаболических и иммунных заболеваний, таких как диабет II типа7 и язвенный колит8. Несмотря на это, очень мало исследований изучали клеточный состав аппендикса человека, и ни в одном из них не использовалось секвенирование одноклеточной (пк) РНК или ДНК, чтобы помочь нам понять этот орган.

Используя scRNAseq и scATACseq (анализ секвенирования доступного для транспозазы хроматина в отдельных клетках), мы сможем картировать открытые области в клеточной ДНК и РНК, тем самым предоставив нам уникальную «карту» клеток в приложении, а также их экспрессия генов9-11. ScATACseq визуализирует открытые участки хроматина, генерируя «пики», которые затем можно использовать для картирования мотивов ДНК, таких как сайты связывания факторов транскрипции. С появлением scATACseq доступность хроматина в сочетании с данными об экспрессии генов представляет собой чрезвычайно полезный ресурс для изучения регуляторных взаимодействий ДНК, специфичных для клеточного типа. Для дальнейшего изучения иммунологических аспектов аппендикса мы будем извлекать иммунные клетки из бляшек Пейера. Наконец, полная кровь будет извлечена, чтобы лучше проанализировать метаболические факторы риска в отношении метаболической клеточной регуляции аппендикса.