Μεταγραφωματική και επιγενετική ανάλυση μονήρων κυττάρων ασθενών με καρκίνο του πνεύμονα

Το αδενοκαρκίνωμα του πνεύμονα (LUAD) αποτελεί το συχνότερο τύπο καρκίνου του πνεύμονα με υψηλά ποσοστά θνησιμότητας παγκοσμίως. Το κάπνισμα αποτελεί τον κυρίαρχο παράγοντα κινδύνου, προκαλώντας εκτεταμένες μεταβολές στη γονιδιακή έκφραση και στα ρυθμιστικά προγράμματα των κυττάρων του πνεύμονα. Οι παραδοσιακές τεχνολογίες αλληλούχισης σε επίπεδο ιστού (bulk) δεν παρέχουν την απαραίτητη ανάλυση για την εις βάθος κατανόηση των μοριακών μηχανισμών σε επίπεδο μονήρες κυττάρου. Οι πολυομικές τεχνολογίες αλληλούχισης μονήρων κυττάρων (single-cell multiomic technologies) επιτρέπουν την ταυτόχρονη χαρτογράφηση της γονιδιακής έκφρασης και των επιγενετικών μηχανισμών σε μεμονωμένα κύτταρα. Στην παρούσα μελέτη αναλύθηκαν δεδομένα single-nucleus RNA sequencing και single-nucleus ATAC sequencing από παρακείμενο στον όγκο ιστό 16 ασθενών με LUAD, με καθορισμένο ιστορικό καπνίσματος. Έπειτα από ποιοτικό έλεγχο των δεδομένων, μείωση των διαστάσεων και ενσωμάτωση των δύο μεθόδων, οι κυτταρικοί τύποι χαρακτηρίστηκαν με βάση ένα σύνολο δεδομένων αναφοράς. Πραγματοποιήθηκαν αναλύσεις για τη συσχέτιση της γονιδιακής έκφρασης με την προσβασιμότητα της χρωματίνης και υπολογίστηκε η ενεργότητα μεταγραφικών παραγόντων για το καθορισμό διακριτών ρυθμιστικών στοιχείων ανα κυτταρικό τύπο. Αναλύσεις διαφορικής έκφρασης και προσβασιμότητας χρωματίνης πραγματοποιήθηκαν για τον εντοπισμό της επίδρασης του καπνίσματος, ενώ ανάλυση trajectory inference χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη των μονοπατιών διαφοροποίησης των επιθηλιακών κυττάρων. Τα αποτελέσματα ανέδειξαν διακριτούς κυτταρικούς πληθυσμούς με χαρακτηριστικά μοτίβα γονιδιακής έκφρασης και προσβασιμότητας της χρωματίνης. Μεταξύ των επιθηλιακών κυττάρων, παρατηρήθηκε μια πρόδρομη κατάσταση κυττάρων της κυψελίδας, ονομαζόμενη AT0, η οποία εμφανίζει ενδιάμεσο μεταγραφικό και επιγενετικό προφίλ μεταξύ εκκριτικών κυττάρων και κυττάρων της κυψελίδας. Οι αναλύσεις διαφορικής έκφρασης και προσβασιμότητας της χρωματίνης αποκάλυψαν μεταγραφωμικές και επιγενετικές αλλαγές που σχετίζονται με το κάπνισμα. Η ανάλυση trajectory inference έδειξε ότι το κάπνισμα μπορεί να διαταράσσει τις φυσιολογικές πορείες διαφοροποίησης των επιθηλιακών κυττάρων, οδηγώντας σε συσσώρευση πρόδρομων κυτταρικών καταστάσεων. Συνολικά, τα αποτελέσματα αυτά αναδεικνύουν την αξία των single-cell τεχνολογιών για τη κατανόηση των γονιδιακών και επιγενετικών προγραμμάτων στα κύτταρα ασθενών με καρκίνο του πνεύμονα.

Authors dc:creator

• ΑΓΓΕΛΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ
• ANGELAKIS DIMITRIOS

• Θετικές Επιστήμες
• Science

Language dc:language

English

Identifier

uoadl:5362094

OAI identifier oai:identifier

oai:lib.uoa.gr:uoadl:5362094