Identifizierung und Analyse myogener Vorläuferzellen in vivo während akuter Skelettmuskelverletzung mittels hochdimensionaler Einzelzell-Massenzytometrie

Unsere Forschung untersucht die molekularen Mechanismen, die der Dysfunktion von Stammzellen bei Alterung und Krankheit zugrunde liegen. Unser Ziel ist es zu verstehen, wie Muskelstamm- und Vorläuferzellen mit anderen Zellen in der Muskelmikroumgebung interagieren, um eine effektive Regeneration zu erreichen. Wir untersuchen auch, ob eine unfruchtbare Zellkommunikation die Funktion von Muskelstammzellen im Alter und bei Krankheiten beeinflusst.

Ein großes Hindernis für die Untersuchung der Zell-Zell-Kommunikation innerhalb der Stammzellnische war der Mangel an Technologien, die eine Einzelzellauflösung bieten. Die Einzelzell-Massenzytometrie ermöglicht die gleichzeitige quantitative Hochdurchsatzanalyse an mehreren Zelltypen und molekularen Phänotypen in komplexen Geweben. Unser Protokoll ermöglicht die Aufreinigung und ein tiefes Profiling von seltenen Stammzellen und den Nachkommen während der Muskelregeneration unter Verwendung von Antikörpern gegen Zelloberflächenmarker und myogene Transkriptionsfaktoren.

Die Untersuchung dieser Zellen hilft uns zu verstehen, wie das Schicksal von Muskelstammzellen gesteuert wird, und die Netzwerke aufzudecken, die Zellzustandsübergänge antreiben und eine effektive Regeneration ermöglichen. Die gleichzeitige Messung von bis zu 50 Zelloberflächen- und intrazellulären Proteinen auf Einzelzellebene ist ein wertvoller Ansatz zur Untersuchung der zellulären Funktion im Muskelgewebe. Diese Technik kann einzigartige molekulare Signaturen identifizieren und neue Mechanismen der Funktionsstörung von Muskelstammzellen bei Alterung und Krankheit aufdecken.

Dieses Protokoll ermöglicht es zu untersuchen, wie sich der Zellzustandsübergang auf die Geweberegeneration bei Gesundheit und Krankheit auswirkt. Die Signatur aktivierter Stammzellen, die wir hier vorstellen, ermöglicht es, die Ruhe von Stammzellen zu untersuchen. Früher waren sie nicht möglich.

Wir können nun aktivierte Stammzellen, CD98 High, CD44 High, ausschließlich auf der Grundlage von Zelloberflächenmarkern aufreinigen und zum ersten Mal untersuchen, wie sie wieder in den Ruhezustand zurückkehren.