Generazione e analisi a valle di trascrittomi a singola cellula e a singolo nucleo in organoidi cerebrali

Miriam Wandres; Denise Aigner; Nicolai Kastelic; Anastasiya Boltengagen; Agnieszka Rybak-Wolf; Nikolaus Rajewsky

doi:10.3791/66225

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Articolo metodologico

Generazione e analisi a valle di trascrittomi a singola cellula e a singolo nucleo in organoidi cerebrali

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DOI:

10.3791/66225

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29 marzo 2024

Miriam Wandres^*¹^,² , Denise Aigner^*¹^,² , Nicolai Kastelic¹^,³ , Anastasiya Boltengagen¹ , Agnieszka Rybak-Wolf¹^,³ , Nikolaus Rajewsky¹^,²

¹Berlin Institute for Medical Systems Biology (BIMSB), Max Delbrück Center for Molecular Medicine (MDC), ²Institut für Biologie, Humboldt-Universität zu Berlin, ³Organoid platform, Berlin Institute for Medical Systems Biology (BIMSB), Max Delbrück Center for Molecular Medicine (MDC)

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Qui, introduciamo un protocollo completo per la generazione e l'analisi a valle di organoidi cerebrali umani utilizzando il sequenziamento dell'RNA a singola cellula e a singolo nucleo.

Abstract

Nell'ultimo decennio, la trascrittomica a singola cellula si è evoluta in modo significativo ed è diventata un metodo di laboratorio standard per l'analisi simultanea dei profili di espressione genica delle singole cellule, consentendo la cattura della diversità cellulare. Al fine di superare i limiti posti dai tipi di cellule difficili da isolare, è possibile utilizzare un approccio alternativo che mira a recuperare singoli nuclei anziché cellule intatte, rendendo la profilazione del trascrittoma delle singole cellule universalmente applicabile. Queste tecniche sono diventate una pietra miliare nello studio degli organoidi cerebrali, affermandoli come modelli del cervello umano in via di sviluppo. Sfruttando il potenziale della trascrittomica a singola cellula e a singolo nucleo nella ricerca sugli organoidi cerebrali, questo protocollo presenta una guida passo-passo che comprende procedure chiave come la dissociazione degli organoidi, l'isolamento di singole cellule o nuclei, la preparazione e il sequenziamento delle librerie. Implementando questi approcci alternativi, i ricercatori possono ottenere set di dati di alta qualità, consentendo l'identificazione di tipi di cellule neuronali e non neuronali, profili di espressione genica e traiettorie di linea cellulare. Ciò facilita indagini complete sui processi cellulari e sui meccanismi molecolari che modellano lo sviluppo del cervello.

Introduzione

Negli ultimi anni, le tecnologie degli organoidi sono emerse come uno strumento promettente per la coltura di tessuti simili a organi ^1,2,3. Soprattutto per gli organi che non sono facilmente accessibili, come il cervello umano, gli organoidi offrono l'opportunità di ottenere informazioni sullo sviluppo e sulla manifestazione della malattia⁴. In quanto tali, gli organoidi cerebrali sono stati ampiamente utilizzati come modello sperimentale per studiare vari disturbi del cervello umano, tra cui malattie dello sviluppo, psichiatriche o persino neurodegen....