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如何使用 CRISPR 干扰和单细胞转录组学系统地检查炎症反应状态

星形胶质细胞或星形胶质细胞是中枢神经系统 (CNS) 中最大的神经胶质细胞群,具有许多重要功能。除其他外,这些神经胶质细胞(即支持神经系统功能的细胞)参与调节大脑中的血液流动以及在感染或外伤后修复大脑或脊髓。

当 CNS 受伤或发炎时,星形胶质细胞会变得高度反应,遵循特定于环境或神经事件的独特细胞特征。虽然星形胶质细胞的反应性细胞特征现已得到充分证明,但它们背后的分子机制仍然知之甚少。

加利福尼亚大学、范德比尔特大学和西奈山伊坎医学院的研究人员最近开展了一项研究,旨在结合遗传技术,更好地了解不同炎症状态下不同星形胶质细胞反应模式的分子基础。他们的发现发表在《自然神经科学》上,使他们能够识别受特定蛋白质调节的不同炎症反应特征。

“我的项目是围绕使用基于 CRISPR 的功能基因组学(即遗传扰动技术)来系统研究驱动星形胶质细胞反应性的细胞过程的想法而建立的,这可以广义地理解为星形胶质细胞对中枢神经系统损伤的反应, ”来自加州大学旧金山分校 Kampmann 实验室的论文的第一作者 Kun Leng 告诉 Medical Xpress。“由于反应性星形胶质细胞是在多种难以在体外建模的病理环境下诱导的,因此我选择关注由炎性细胞因子(即促进炎症的信号分子)诱导的星形胶质细胞反应性。”

Leng 和他的同事使用的实验方法受到了Shane Liddelow2017 年在Nature上发表的一篇论文的启发。在这项工作中,Liddelow 表明,由活化的小胶质细胞在体内释放的细胞因子 IL-1α+TNF+C1q 在体外诱导了一种病理性炎症反应,可能与某些人类神经退行性疾病和神经炎症疾病有关。

“由于细胞状态在很大程度上取决于细胞的基因表达谱,因此使我们能够识别由 IL-1α+TNF+C1q 诱导的不同炎症反应状态的关键工具是单细胞 RNA 测序,它捕获单个细胞的基因表达谱,”Leng 解释说。“这使我们能够识别这些状态的标记(即,与我们观察到的两种炎症状态中的任何一种都相对不同的表达基因)。”

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