幹細胞：単一細胞RNA-seqを用いた繊維芽細胞からニューロンへの直接的再プログラム化の分析

細胞系譜の直接的再プログラム化は、細胞やトランスクリプトームの状態を顕著に転換させる。しかし、個々の細胞が再プログラム化の間に経過する中間の諸段階については、ほとんど分かっていない。本研究で我々は、単一細胞のRNA塩基配列解読を複数の時点で行い、マウスの胚性繊維芽細胞から誘導ニューロン細胞への直接的再プログラム化を詳細に分析した。それぞれの時点での不均一性を分析し、トランスクリプトームの類似性によって細胞を整理することで、分子レベルでの再プログラム化経路が非常に連続的であることを見いだした。前神経性パイオニア因子Ascl1を過剰発現させると、よく明らかにされている初期化を起こし、細胞は細胞周期から離脱して、別の神経性転写因子を介する遺伝子発現に方向転換する。この初期転写応答は、繊維芽細胞間で比較的均一であることから、初期段階は効率的な再プログラム化に対する制限ではないと考えられる。代わりに、競合する筋原性プログラム化のその後の出現や、時間経過とともに変わる導入遺伝子動態が、直接的再プログラム化の効率の大きな制限となっているようである。さらに、ドナーや標的細胞プログラムとは異なる転写状態が、効率的な再プログラム化を行っている細胞で一過的に誘導される。我々のデータは、細胞系譜分化の際のトランスクリプトーム状態を理解するための高分解能の方法を示している。

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