シングルセルRNA-seq解析を用いた腎発生メカニズムの検討

Sci Rep. 2021 Jan 8;11(1):73. PMID: 33420268

Single cell RNA sequencing uncovers cellular developmental sequences and novel potential intercellular communications in embryonic kidney.

Matsui I, Matsumoto A, Inoue K, Katsuma Y, Yasuda S, Shimada K, Sakaguchi Y, Mizui M, Kaimori JY, Takabatake Y, Isaka Y.

 

シングルセルRNA-seq解析は、RNAの発現量を1細胞ごとに網羅的に計測する技術で、腎臓のように多種多様な細胞で構成される臓器の解析において非常に有用な知見をもたらします。我々は、sequence read archiveに登録されている複数のシングルセルRNA-seqデータを再解析し、腎発生におけるnephron progenitorの自己複製プロセスや細胞間コミュニケーションなどを明らかにしました。シングルセルRNA-seq解析では、trajectory解析やRNA velocity解析などを用いることで、従来のbulk RNA sequenceとは異なった側面から生命現象を捉えることが可能です。シングルセルRNA-seq解析技術は日々進化しており、今後益々有用なツールとなると考えられます。

図1

Partition-based graph abstraction (PAGA) initialized ForceAtlas2でE18.5マウス腎臓構成細胞をマッピング。計算機には発生系譜の情報を与えていないが、PAGA-initialized FA2により発生系譜を反映した形に細胞がマッピングされた。矢印はRNA velocityを表す。Nephron progenitor (NP) clusterにおいてRNA velocityが逆向きになっており、この矢印はnephron progenitorの自己複製プロセスを表す。

図2

表層stromal cell (ST (sup))、ureteric bud (UB)、endothelium (Endo)、macrophage (Mφ)およびpericyte (Peri)が、podocyte (Podo)、early proximal tubule (Early_prox)、early Henle loop (Early_Henle)、Henle loop and distal tubule (Distal + Henle) の分化においてcomma shaped bodyおよびS-shaped bodyに与えるシグナルを可視化。