신생아 생쥐에서 preBötzinger 복합체의 흡기 뉴런의 단일 세포 전사체 시퀀싱

과학 데이터 9권, 기사 번호: 457(2022) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

뇌간 preBötzinger 복합체(preBötC)의 뉴런은 흡기 호흡 운동을 위한 리듬과 기본적인 운동 패턴을 생성합니다. 우리는 시험관 내에서 호흡 관련 리듬성을 유지하는 신생아 마우스 조각의 preBötC에 있는 흡기 뉴런에서 전체 세포 패치 클램프 기록을 수행했습니다. 우리는 전기 생리학적 특성과 유전적 배경을 기반으로 뉴런을 분류한 다음 단일 세포 RNA 시퀀싱(scRNA-seq)을 위해 세포 내용을 흡인했습니다. 이 데이터 세트는 원시 뉴클레오티드 서열(FASTQ 파일)과 마우스 게놈(Ensembl의 mm10)에 매핑된 뉴클레오티드 서열의 주석이 달린 파일을 제공합니다. 여기에는 단편 수, 유전자 길이 및 백만 매핑된 읽기(FPKM)당 전사물의 킬로베이스당 단편이 포함됩니다. ). 이러한 데이터는 흡기 호흡 운동의 리듬과 패턴을 생성하는 뉴런의 전사체를 반영합니다.

측정

뉴클레오티드 서열

기술 유형

일루미나 시퀀싱

요인 유형

유전자형: 마우스 preBötzinger 복합체의 Dbx1 유래 뉴런과 비Dbx1 유래 뉴런 비교 • 전기생리학적 특성: 1형 대 2형 흡기성 preBötzinger 복합체 뉴런

샘플 특성 - 유기체

마우스 근육

샘플 특성 - 환경

실험실 환경

샘플 특성 - 위치

인접한 미국

호흡의 냉혹한 활성 단계는 흡기이며, 횡격막이 하강하고 갈비뼈가 올라가면서 폐가 확장되어 공기가 유입됩니다1. 영감의 리듬은 preBötzinger 복합체(preBötC)라고 불리는 하부 뇌간 부위에서 나옵니다2,3,4. preBötC의 핵심 리듬 생성 요소는 호메오박스 유전자를 발현하는 전구 세포에서 파생된 개재뉴런입니다. 이후 Dbx1 뉴런5,6,7,8,9,10으로 지칭되는 뇌 호메오박스-1(Dbx1) 개발. Dbx1 뉴런은 또한 펌프 및 기도 근육의 전운동뉴런과 운동뉴런에 출력 패턴으로 흡기 리듬을 전송합니다11,12. 영감은 리듬 생성 뉴런11,13,14에만 기인하는 흡기 전 단계로 시작됩니다. 활동이 임계값에 도달하면 흡기 파열이 발생하여 운동 출력 패턴에 영향을 주고 전달하는 뉴런을 모집합니다. 리듬 생성 및 패턴 생성 뉴런은 preBötC에 있는 Dbx1 뉴런 집단의 두 하위 집합입니다.

리듬 생성기와 패턴 생성기는 전기생리학적으로 구별될 수 있습니다. 제1형 뉴런은 리듬을 생성하는 것으로 추정됩니다. 이는 대규모 흡기 파열이 시작되기 300-500ms 전에 램프와 같은 시냅스 전위 합산으로 활성화됩니다. 유형-1 뉴런은 A형 일시적 K+ 전류(IA)를 표현합니다. IA의 차단은 흡기 리듬과 시험관 내 전반적인 흡기 전 활동을 불안정하게 만듭니다. 제2형 뉴런은 출력 패턴을 생성하는 데 특화된 것으로 추정됩니다. 그들은 Type-116,17보다 ~300ms 늦게 활성화되고 조작이 모터 출력에 영향을 미치는 과분극 활성화 혼합 양이온 전류(Ih)를 표현합니다.

우리는 전체 세포 패치 클램프 기록 중에 유형 1 및 유형 2 뉴런을 전기 생리학적으로 구별했습니다. 유형 간의 잘 특성화된 차이에도 불구하고 일부 뉴런은 모호한 생리학을 나타내며 안정적으로 분류될 수 없습니다. 우리는 이것을 알 수 없다고 부르지만 그럼에도 불구하고 그것들은 preBötC에 있고 시험관 내 흡기 단계에서 리드미컬하게 활동하기 때문에 호흡에 중요하다고 생각합니다. 우리는 세포질 내용을 검색하고 10개의 샘플에 대해 차세대 RNA 시퀀싱을 수행했습니다. 4개의 Type-1 뉴런(Dbx1 발현 전구체에서 3개, Dbx1 리포터가 없는 CD-1 야생형 마우스에서 얻은 1개), Type-2 뉴런 1개 Dbx1 발현 전구체와 CD-1 야생형 마우스의 5개의 알려지지 않은 뉴런. 모든 뉴런을 기록하고 2개월 이내에 RNA를 추출하여 차세대 염기서열 분석을 위해 함께 보냈습니다.