日本語AIでPubMedを検索
プールされた単細胞遺伝学的スクリーニングは、上皮から間葉系への移行の連続体における制御的チェックポイントを同定する
A pooled single-cell genetic screen identifies regulatory checkpoints in the continuum of the epithelial-to-mesenchymal transition.
PMID: 31477929 PMCID: PMC6756480. DOI: 10.1038/s41588-019-0489-5.
抄録
単細胞の軌跡解析とプールド遺伝学的スクリーニングを統合することで、発生や疾患における細胞の意思決定を導く遺伝的構造が明らかになる可能性がある。我々はこのパラダイムを応用して、上皮から間葉系への移行（EMT）を制御する遺伝的回路を探索した。その結果、トランスフォーミング成長因子βの存在下でも非存在下でも、自然発生的に空間的に決定されたEMTを受ける上皮細胞のプロファイリングを行うことができた。疑似空間軌跡解析により、EMTの離散的な「部分的な」段階とは対照的に、遺伝子調節の連続的な波が同定された。KRASは上皮状態からの脱却と完全な間葉系表現型の獲得に関連していた。単一細胞を用いたCRISPR-Cas9スクリーニングにより、EMTに関連する受容体と転写因子が同定され、KRASの調節因子を含む転写因子の喪失はEMTの進行を阻害した。KRASのエフェクターであるMEKとその上流の活性化因子であるEGFRとMETを阻害することで、主要なシグナル伝達イベントを遮断することで、EMTの連続体における制御的な「チェックポイント」が明らかになり、EMTを制御するプログラムについての相反する見解が一致することが示された。
Integrating single-cell trajectory analysis with pooled genetic screening could reveal the genetic architecture that guides cellular decisions in development and disease. We applied this paradigm to probe the genetic circuitry that controls epithelial-to-mesenchymal transition (EMT). We used single-cell RNA sequencing to profile epithelial cells undergoing a spontaneous spatially determined EMT in the presence or absence of transforming growth factor-β. Pseudospatial trajectory analysis identified continuous waves of gene regulation as opposed to discrete 'partial' stages of EMT. KRAS was connected to the exit from the epithelial state and the acquisition of a fully mesenchymal phenotype. A pooled single-cell CRISPR-Cas9 screen identified EMT-associated receptors and transcription factors, including regulators of KRAS, whose loss impeded progress along the EMT. Inhibiting the KRAS effector MEK and its upstream activators EGFR and MET demonstrates that interruption of key signaling events reveals regulatory 'checkpoints' in the EMT continuum that mimic discrete stages, and reconciles opposing views of the program that controls EMT.