單細(xì)胞數(shù)據(jù)庫提供對(duì)肌肉修復(fù)的洞察

當(dāng)肌肉受傷時(shí)，它會(huì)通過一系列細(xì)胞活動(dòng)進(jìn)行自我修復(fù)，干細(xì)胞分裂并分化為多種類型的特化細(xì)胞，每種細(xì)胞在愈合過程中都發(fā)揮著重要作用。

生物學(xué)家一直在努力研究過程中涉及的稀有和短暫的肌肉細(xì)胞，但康奈爾大學(xué)的工程師已經(jīng)解除了對(duì)一起推出的這些難以捉摸的動(dòng)態(tài)帷幕scMuscle ，它的種類的最大的單細(xì)胞數(shù)據(jù)庫之一。

關(guān)于這項(xiàng)工作的報(bào)告于 11 月 12 日發(fā)表在通訊生物學(xué)雜志上。共同資深作者是Ben Cosgrove和Iwijn De Vlaminck，他們都是工程學(xué)院的生物醫(yī)學(xué)工程副教授。

單細(xì)胞 RNA 測序的最新進(jìn)展使生物學(xué)家能夠從單個(gè)組織樣本中識(shí)別出數(shù)以萬計(jì)的細(xì)胞，但因?yàn)榧∪飧杉?xì)胞只占這些細(xì)胞的不到 1%——其短命的瞬態(tài)細(xì)胞后代更加罕見– 測序?qū)嶒?yàn)根本無法捕捉肌肉再生的完整畫面。

這是 Cosgrove 在發(fā)表 2020 年細(xì)胞圖譜時(shí)遇到的一個(gè)問題，該圖譜包含 35,000 個(gè)參與修復(fù)過程的單個(gè)細(xì)胞。但在這些細(xì)胞中，只有不到 200 個(gè)被定型或融合成肌細(xì)胞——測序難以記錄這種罕見的瞬態(tài)狀態(tài)。

“想象一下，如果你有一張按數(shù)字繪制的圖片，而你只對(duì)四分之一的數(shù)字進(jìn)行了著色，”與 De Vlaminck 和博士生 David McKellar 共同領(lǐng)導(dǎo) scMuscle 開發(fā)的 Cosgrove 說。“我們自己無法收集足夠的數(shù)據(jù)來描繪細(xì)胞成熟和特化時(shí)這些微妙轉(zhuǎn)變的全貌。”

康奈爾大學(xué)團(tuán)隊(duì)知道還有其他大型測序數(shù)據(jù)集正在開發(fā)中，每個(gè)數(shù)據(jù)集都捕獲了自己的數(shù)據(jù)份額。因此，他們使用先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)開始合并集合以繪制更完整的圖片。他們將 88 個(gè)公開可用的數(shù)據(jù)集與他們自己的幾個(gè)數(shù)據(jù)集結(jié)合在一起，形成了 scMuscle 數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫包含來自大約 365,000 個(gè)參與肌肉損傷的細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，范圍廣泛年齡和實(shí)驗(yàn)條件。

“我們將其比作與多位藝術(shù)家一起創(chuàng)作馬賽克。它組合成一幅更豐富、更復(fù)雜的畫作，”科斯格羅夫說。“現(xiàn)在我們?nèi)媪私饬宋覀冎绤⑴c骨骼肌修復(fù)但以前沒有采樣過的非常罕見的細(xì)胞類型。”

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