発達する髄膜の単細胞トランスクリプトーム解析により、髄膜線維芽細胞の多様性と機能が明らかになった

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Dev. Cell.2020 Jul;54(1):43-59.e4. S1534-5807(20)30459-7. doi: 10.1016/j.devcel.2020.06.009.

発達する髄膜の単細胞トランスクリプトーム解析により、髄膜線維芽細胞の多様性と機能が明らかになった

Single-Cell Transcriptomic Analyses of the Developing Meninges Reveal Meningeal Fibroblast Diversity and Function.

John DeSisto
Rebecca O'Rourke
Hannah E Jones
Bradley Pawlikowski
Alexandra D Malek
Stephanie Bonney
Fabien Guimiot
Kenneth L Jones
Julie A Siegenthaler

PMID: 32634398 DOI: 10.1016/j.devcel.2020.06.009.

抄録

髄膜は、線維芽細胞、血液・リンパ管、免疫細胞からなる多層構造体である。髄膜線維芽細胞は、中枢神経系の発生を制御する様々な因子を分泌しているが、その異質性や発生についてはほとんど知られていない。本研究では、単細胞シークエンシングを用いて、胚硬膜、くも膜、錐体部の線維芽細胞の転写シグナルを明らかにした。その結果、胚性髄膜層の新たなマーカーを定義し、ヒトの髄膜における保存性を示した。胚性髄膜線維芽細胞は脳の領域間で転写的に異なることを発見し、μ-クリスタリンの発現によって特徴づけられた領域的に局在化した髄膜亜集団を同定した。発達の解析により、無脳性髄膜の腹側から背側への進行性の成熟が明らかになった。我々の研究は、層ごとの胚性髄膜線維芽細胞の分子プロファイルを提供し、髄膜の発達と機能のメカニズムについての洞察をもたらし、髄膜線維芽細胞の比類のないビューを生成してきました。

The meninges are a multilayered structure composed of fibroblasts, blood and lymphatic vessels, and immune cells. Meningeal fibroblasts secrete a variety of factors that control CNS development, yet strikingly little is known about their heterogeneity or development. Using single-cell sequencing, we report distinct transcriptional signatures for fibroblasts in the embryonic dura, arachnoid, and pia. We define new markers for meningeal layers and show conservation in human meninges. We find that embryonic meningeal fibroblasts are transcriptionally distinct between brain regions and identify a regionally localized pial subpopulation marked by the expression of μ-crystallin. Developmental analysis reveals a progressive, ventral-to-dorsal maturation of telencephalic meninges. Our studies have generated an unparalleled view of meningeal fibroblasts, providing molecular profiles of embryonic meningeal fibroblasts by layer and yielding insights into the mechanisms of meninges development and function.