Generation and Downstream Analysis of single-cell and single-nuclei transcriptomes in brain organoids(뇌 오가노이드에서 단세포 및 단핵체 전사체의 생성 및 다운스트림 분석)

질병 모델링에 적용하기 위해 오가노이드 모델을 개발하고 최적화하고 있습니다. 우리의 목표는 질병의 발병과 진행의 기저에 있는 분자 메커니즘을 이해하는 것이며, RNA가 건강과 질병에서 유전자 발현을 조절하는 방법을 이해하기 위해 단일 세포 및 공간 기술을 개발 및 적용하고 있는 Nikolaus Rajewsky Lab과 긴밀히 협력하고 있습니다. 최근 몇 년 동안 뇌 오가노이드는 환자 특정 질병을 연구하기 위한 실험 및 중개 플랫폼으로 부상했습니다.

따라서 대부분의 최근 개발이 뇌 오가노이드 모델의 복잡성을 개선하는 것을 목표로 한다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 예를 들어, 이제 뇌 영역 특이적 오가노이드를 생성할 수 있으며 다중 오가노이드 어셈블리에 뇌 오가노이드를 사용할 수도 있습니다. 또한 뇌 오가노이드에 혈관형성 및 면역세포를 도입하기 위한 다양한 방법이 구현되고 있습니다.

현재 이 실험실에서 사용하고 있는 가장 발전된 연구 기술 중 하나는 온전한 조직 내에서 유전자 발현을 평가할 수 있는 공간 전사체학(spatial transcriptomics)입니다. 이는 서로 다른 세포 유형의 유전자 발현 프로필이 한 조직 내의 다른 영역에서 어떻게 다른지 이해하는 데 중요합니다. 최근에 이루어진 또 다른 발전은 단일 세포 다중체학으로, 단일 세포의 여러 모듈을 분석할 수 있어 이러한 세포 분석에 보다 전체적인 접근 방식을 제공합니다.

우리는 뇌 오가노이드와 단세포 및 공간 전사체학 방법을 사용하여 Leigh 증후군 및 단순 헤르페스 뇌염과 같은 인간 질병의 근본적인 메커니즘을 이해합니다. 또한 Open-ST라는 고해상도의 비용 효율적인 공간 전사체학 방법을 개발했습니다. 우리는 뇌 오가노이드 조직의 세포 유형 회복과 관련하여 얼마나 잘 수행되는지 이해하기 위해 단세포 및 단핵 RNA 염기서열 분석 방법을 비교하고 최적화했습니다.