脳オルガノイドにおけるシングルセルおよびシングル核トランスクリプトームの生成とダウンストリーム解析

私たちは、オルガノイドモデルを疾患モデリングに応用するために、オルガノイドモデルの開発と最適化を行っています。私たちの目標は、疾患の発症と進行の根底にある分子メカニズムを理解することであり、RNAが健康と疾患における遺伝子発現をどのように制御するかを理解するために、シングルセルおよび空間技術を開発および適用しているNikolaus Rajewsky研究室と緊密に協力して取り組んでいます。近年、脳オルガノイドは、患者特有の疾患を研究するための実験的およびトランスレーショナルプラットフォームとして登場しています。

したがって、最近の開発が脳オルガノイドモデルの複雑さを改善することを目的としていることは驚くことではありません。例えば、脳領域特異的なオルガノイドを作製したり、脳オルガノイドをマルチオルガノイドアセンブリに利用したりすることもできるようになりました。また、脳オルガノイドに血管新生細胞や免疫細胞を導入するための様々な方法が実施されています。

現在、この研究室で使用している最も研究が進んでいる技術の1つは、無傷の組織内の遺伝子発現の評価を可能にする空間トランスクリプトミクスです。これは、1つの組織内の異なる領域で、異なる細胞タイプの遺伝子発現プロファイルがどのように異なるかを理解する上で非常に重要です。また、最近ではシングルセルマルチオミクスが進歩しており、これにより単一細胞の複数のモジュールの解析が可能になり、これらの細胞の解析においてより包括的なアプローチが可能になりました。

私たちは、脳オルガノイド、シングルセルおよび空間トランスクリプトミクス法を用いて、リー症候群や単純ヘルペス脳炎などのヒト疾患の根本的なメカニズムを理解しています。さらに、Open-STと呼ばれる高解像度で費用対効果の高い空間トランスクリプトミクス法を開発しました。私たちは、脳オルガノイド組織における細胞タイプの回収に関して、単一細胞と単一核のRNAシーケンシング法を比較および最適化しました。