黑料网医学部医学科学生の间岛滉一郎、国立がん研究センター研究所计算生命科学ユニットの小嶋泰弘独立ユニット长（东京医科歯科大学难治疾患研究所计算システム生物学分野连携研究员）、东京医科歯科大学难治疾患研究所计算システム生物学分野/黑料网大学院医学系研究科システム生物学分野の岛村彻平教授らの研究グループは、生体组织内の细胞间共局在関係を解析するための画期的な情报解析手法「尝颈苍别补驳别痴础贰」を开発しました。
この手法は、scRNA-seq と Lineage Tracing 法を統合し、深層生成モデルの枠組みと同一バーコードを有する細胞系統は共通の祖先細胞をもつ姉妹関係にあるという性質を利用して、実験的には観測することができない、観測された細胞の祖先の細胞状態や過去の逐次的な遺伝子発現、転写因子による遺伝子制御ネットワークを一細胞解像度で分析することを可能にする技術です。本解析手法をマウス骨髄由来前駆細胞の造血現象、線維芽細胞から内胚葉前駆細胞へのダイレクトリプログラミング現象のデータに適用し、多数の細胞種や運命へと分岐する複雑な生命現象における観測されたそれぞれの細胞の祖先の細胞状態や、一細胞解像度で過去の遺伝子発現を通じた細胞状態遷移制御機構の推定が可能となりました。
細胞状態遷移を制御する機構の理解は、分化や発生、細胞応答、疾患、老化などの動的な生命現象の研究において不可欠です。LineageVAE は、scRNA-seq データと Lineage Tracing データを用いて、それぞれの細胞の過去の状態遷移を復元し、一細胞解像度での解析を実現することに成功しました。本解析手法は、細胞間相互作用の分子メカニズムに関する網羅的なデータに基づく仮説の提案を可能にし、再生医療の研究や新規の創薬標的の探索に役立つと期待されます。
本研究成果は、国际学术誌「Bioinformatics 」に 2024 年 8 月 22 日にオンライン掲載されました。
? シングルセル RNA シークエンス (scRNA-seq) ※１と Lineage Tracing 法 ※２を統合しヒストリカルな細胞状態の解析を行う手法 LineageVAE を開発。
? 一細胞解像度での祖先の細胞状態や経時的な遺伝子発現、遺伝子制御ネットワークの推定が可能。
? 実験的に観測できない未分化細胞の細胞状態や経時的な遺伝子制御全体像の同定により、分化発生機構の解明や創薬標的の探索への応用に期待。
◆详细（プレスリリース本文）は
※１シングルセル RNA シークエンス (scRNA-seq)
一細胞ごとの区別をつけた状態で RNA 分子の網羅的なシークエンシングを行うことにより、細胞ごとの遺伝子発現量の網羅的な定量化を行う手法。
※２Lineage Tracing 法
母細胞の染色体に導入された DNA バーコード配列が娘細胞に受け継がれる性質を利用し、多細胞生物の発生過程など複雑な生命現象における各細胞系譜集団がどのような動態を示すかを追跡する手法。
掲载誌：
Bioinformatics
論文タイトル： LineageVAE: Reconstructing Historical Cell States and Transcriptomes toward Unobserved Progenitors
顿翱滨：
