再生结肠中不同细胞类型每日基因表达节律的时空图谱

《Nature Communications》：Chrono-atlas of cell-type specific daily gene expression rhythms in the regenerating colon

　　

摘要

生物钟存在于全身各处，包括肠道，在那里它通过有节奏的基因表达来调控日常生理功能。大肠由多种功能不同的细胞类型组成；目前尚不清楚特定细胞中转录本丰度的日常节律是如何协调的。我们利用单细胞转录组学技术，分析了受伤后大肠中所有主要细胞类型的24小时基因表达节律。这些节律并非均匀分布：包括生物钟组件、生物钟靶标以及系统反应程序在内的具有节律性的基因，其时间节点各不相同，并且因细胞类型、区域或损伤情况而有所差异。与表现出强烈生物钟节律的基质细胞和肌肉细胞相比，上皮细胞的振荡幅度较弱。在再生过程中，上皮细胞、基质细胞以及免疫系统细胞在代谢、蛋白质处理和温度响应基因方面表现出强烈的双相节律，而且上皮细胞的生物钟会被重新编程，使其时间节点呈现12小时的反相变化。我们的研究揭示了大肠内部出乎意料的复杂性，同时通过确定24小时转录节律的细胞来源，为相关研究提供了参考。