Grâce au séquençage d'ARN unicellulaire à haut débit (scRNA-seq), il est possible de construire des atlas transcriptomiques unicellulaires au niveau organique. Par exemple, des atlas cellulaires pour les systèmes de vertébrés et d'invertébrés ont été générés avec succès, tels que Human Cell Landscape (HSC), Mouse Cell Atlas (MCA), Zebrafish Cell Landscape (ZCL) et Drosophila embryo. Cependant, la plupart de ces études se limitent à une espèce ou à une période spécifique et ne parviennent donc pas à faire une comparaison approfondie entre les différentes espèces et tissus.

L'équipe de recherche dirigée par Assoc. Le professeur Han Xiaoping et le professeur Guo Guoji de la faculté de médecine de l'Université du Zhejiang ont utilisé la technologie Microwell-seq pour profiler plus de 2,6 millions de cellules individuelles de souris, de poisson zèbre et de drosophile à différents stades de la vie. Sur la base de ces ensembles de données complets, ils ont construit un paysage cellulaire interspécifique et étudié les voies communes qui changent tout au long de leur durée de vie. Leurs découvertes sont publiées dans la revue Nucleic Acids Research .

Han &Guo et al. identifié la tendance des types de cellules et des gènes à changer avec le développement et l'âge chez la souris, le poisson zèbre et la drosophile, et a constaté que les proportions de cellules immunitaires augmentaient progressivement avec l'âge chez les trois espèces. Chez la souris, la proportion de lymphocytes T diminuait avec l'âge alors que celle des lymphocytes B augmentait; la réponse inflammatoire des tissus augmentait également avec l'âge.

Les trajectoires d'expression génique ont montré des tendances similaires dans les trois espèces tout au long de leur cycle de vie :les réponses immunitaires ont été activées tandis que les voies liées au métabolisme mitochondrial ont été régulées à la baisse. De plus, l'analyse de la régulation des facteurs de transcription a révélé que certaines lignées cellulaires étaient régulées par des familles de gènes similaires d'une espèce à l'autre.

L'analyse inter-espèces chez la souris, le rat, le poisson zèbre, la drosophile et la nématostelle a démontré que les réponses immunitaires et les fonctions mitochondriales étaient deux voies de signalisation importantes dans le processus de vieillissement. En évaluant l'activité des facteurs de transcription et les corrélations entre les gènes régulés à la hausse et à la baisse, Han &Guo et al. identifié certains facteurs de transcription qui peuvent être impliqués dans l'immunité, le métabolisme des lipides et le métabolisme énergétique et jouer un rôle régulateur dans le processus de vieillissement chez plusieurs espèces.

En traitant des souris de deux ans avec le médicament pioglitazone (PGZ) approuvé par la FDA, ils ont constaté que le phénotype de vieillissement était atténué. Cela a révélé que le métabolisme mitochondrial et l'inflammation au cours du vieillissement pourraient être interconnectés via des réseaux de régulation intrinsèques, et que le traitement par PGZ pourrait moduler efficacement l'état oxydatif et inflammatoire, la sénescence cellulaire et le métabolisme des lipides.

Cette étude devrait fournir des ressources précieuses pour la recherche sur le développement, la maturation et le vieillissement des lignées. + Explorer plus loin

Les scientifiques identifient des programmes de régulation du destin cellulaire à l'aide d'un atlas unicellulaire du développement de la souris