単一細胞空間マッピングにより、胃胚盤胞様組織における再現性のある細胞タイプ組織と空間依存的な遺伝子発現が明らかに

本研究では、26個の個々の胃胚盤胞様組織(gastruloids)のトランスクリプトームの空間分解された単一細胞分子カタログを報告する。細胞タイプ組成と組織スケールの空間組織は胃胚盤胞様組織間でほぼ一貫していたが、特定細胞タイプのメゾスケールパターンはサンプル間で変動した。後部細胞タイプは明確に組織化されたクラスターを形成したが、前部細胞タイプはより無秩序であった。分化の進行と細胞タイプの違いを区別するため、相互排他的な遺伝子発現のパラメーターフリー定量化であるLスコアを開発した。この解析により、明示的なエンコーディングなしの空間組織が明らかになり、既知の細胞タイプ関係が再現され、新しい遺伝子発現状態と細胞タイプ内の空間サブクラスターが特定された。胃胚盤胞様組織では、神経中胚葉前駆細胞の分化が連続的で空間的に協調したプロセスを経て起こることを確認した。また、内皮前駆細胞は独自の空間組織を示し、前部体節または後部内胚葉組織との関連に依存した異なる遺伝子発現プロファイルを持つことを示した。この研究は、哺乳類の発生と組織組織の根底にある分子メカニズムの研究のための胃胚盤胞様組織の厳密な使用を可能にし、空間分解された単一細胞データセットの分析のための新しい計算ツールを導入する。