Генерация и последующий анализ одноклеточных и одноядерных транскриптомов в органоидах мозга

Мы разрабатываем и оптимизируем модели органоидов для того, чтобы применять их для моделирования заболеваний. Наша цель состоит в том, чтобы понять молекулярный механизм, лежащий в основе развития и прогрессирования заболевания, и мы работаем в тесном сотрудничестве с лабораторией Николауса Раевского, которая разрабатывает и применяет одноклеточные и пространственные технологии, чтобы понять, как РНК регулирует экспрессию генов в норме и при заболеваниях. В последние годы органоиды мозга стали экспериментальными и трансляционными платформами для изучения заболеваний, специфичных для пациентов.

Поэтому неудивительно, что большинство последних разработок направлены на повышение сложности моделей органоидов мозга. Например, теперь мы можем генерировать органоиды, специфичные для областей мозга, а также использовать органоиды мозга для создания мультиорганоидных сборок. Кроме того, были реализованы различные методы введения васкуляризации и иммунных клеток в органоиды мозга.

В настоящее время одной из наиболее продвинутых технологий, которые мы используем в этой лаборатории, является пространственная транскриптомика, которая позволяет оценить экспрессию генов в интактных тканях. Это имеет решающее значение для понимания того, как профили экспрессии генов разных типов клеток изменяются в разных областях одной ткани. Еще одним недавним достижением является мультиомика одиночных ячеек, которая позволяет анализировать несколько модулей одной ячейки, что дает более целостный подход к анализу этих ячеек.

Мы используем органоиды мозга и методы одноклеточной и пространственной транскриптомики, чтобы понять основные механизмы заболеваний человека, таких как синдром Ли и энцефалит простого герпеса. Кроме того, мы разработали методы пространственной транскриптомики с высоким разрешением и с высоким уровнем затрат, получившие название Open-ST. Мы сравнили и оптимизировали метод секвенирования одиночных и одноядерных РНК, чтобы понять, насколько хорошо они эффективны в отношении восстановления типа клеток в органоидной ткани мозга.