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Nature:测量RNA速度可预测单个细胞的未来状态和最终命运

※发布时间:2018-8-18 4:36:56   ※发布作者:habao   ※出自何处: 

  如今,在一项新的研究中,来自美国哈佛医学院和卡罗林斯卡医学院的研究人员首次成功地将细胞决策作为一个动态过程加以捕获,在这个过程中,细胞决定着做什么和前往哪里。这种方法是一种数学模型,可用于估算RNA速度(RNA velocity)---RNA随时间变化的速率,这种RNA速度可在以小时计的尺度上作为细胞命运的预测因子。相关研究结果于2018年8月8日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“RNA velocity of single cells”。

  捕获细胞意图的能力可有助于科学家更好地分析复杂组织和器官中的细胞功能和功能障碍。此外,这还可能有助于监测器官的发育情况以及它们在细胞水平上如何对一种给定药物或疗法作出反应---这些认识有助于评估治疗的疗效。

  为了验证这种数学模型的准确性,研究人员通过测量几个数据集中的细胞标志物来测试它的预测能力,其中这些数据集包含关于成熟和分化期间小鼠和人体组织中细胞的信息。通过分析单个细胞(比自人类前脑的神经元的祖细胞或者小鼠神经内分泌细胞的前体细胞)的RNA,这些研究人员对这些细胞的未来状态的预测与它们试图变成的细胞类型准确地相符合。

  在另一个更复杂的例子中,这些研究人员以从小鼠海马体中获得的一组分化细胞为研究对象,测量了RNA速度作为细胞命运的预测因子。他们利用标志物分析了1.8万多个细胞中的RNA速度,以确定大脑干细胞或中间祖细胞的未来方向和预测它们的最终命运。同样地,这种分析结果对这些细胞未来的预测结果与它们的最终命运准确地相一致。

  这些研究人员表示,我的真实献妻经历这种方法可能最终帮助科学家们获得关于一系列发育障碍的宝贵见解。论文资深作者、卡罗林斯卡医学院系统生物学教授Sten Linnarsson说,“RNA速度详细显示了神经元和其他的细胞如何在大脑发育和成熟时获得它们的特定功能。我们特别兴奋的是,这种新方法有望协助出大脑通常如何发育,同时也为破解人类大脑发育障碍(比如症和自闭症)中发生的问题提供线索。”(生物谷

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