文摘gydF4y2Ba
泪腺体的主要外分泌腺体的眼睛。坐落在轨道内,上眼睑后面,对每只眼睛的颞侧,它们分泌的眼泪泪流体作为主要组成部分的电影。这里我们识别细胞特征的泪腺原基出现在二维像瀑样培养从人类多能干细胞gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。当孤立的细胞分类和定义的条件下生长,细胞形成一个三维lacrimal-gland-like组织瀑样导管和腺泡,通过出芽和分支。克隆集落分析表明,瀑样源自多功能眼部表面上皮干细胞。瀑样表现出显著的相似之处本机泪腺体的基础上他们的形态,immunolabelling特点和基因表达模式,并接受功能成熟附近移植受体大鼠的眼睛时,开发腔和生产泪液膜蛋白质。gydF4y2Ba
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大部分RNA-seq和scRNA-seq数据集已经沉积在NCBI地理库加入数字gydF4y2BaGSE157678gydF4y2Ba和gydF4y2BaGSE174653gydF4y2Ba。gydF4y2Ba源数据gydF4y2Ba本文提供的。gydF4y2Ba
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确认gydF4y2Ba
我们感谢k无关,t . Soma, k Maruyama和j·曼特尔为提供技术支持和实验设备和支持科研经费;d .信息和员工捷核心设施的基因组信息研究中心研究所微生物疾病,大阪大学支持在RNA-seq和数据分析;和y .本ROHTO制药科学讨论。这部分工作是支持项目为实现日本再生医学的医学研究和开发署(艾湄湾、JP19bm0404058h0001 JP20bm0404058h0002, JP21bm0404058h0003),科研补助金(17 k11480 20 h03842)从日本促进社会科学(jsp)和AMED-CREST (JP20gm1210004h0002 JP21gm1210004h0004)。gydF4y2Ba
作者信息gydF4y2Ba
作者和联系gydF4y2Ba
贡献gydF4y2Ba
相对湿度和世贸组织设计研究计划。t PS细胞执行维护文化。世贸组织,Y.K.,Y.I., T.I. and T.K. performed the PS cell differentiation culture. Y.K., S.S. and T.O. performed the flow cytometry experiments and lacrimal gland induction. R.H., T.O., Y.K., T.I. and Y.I. performed immunostaining, western blot and gene expression analyses. Y.K. performed swelling assay. K.S. and T.I. performed the ELISAs and animal experiments. R.H., T.O., S.S. and Y.K. analysed the data. Y.I. and Y.K. performed the siRNA experiments. S.-J.P. and R.H. performed the scRNA-seq analysis. R.D.Y., Y.I. and A.J.Q. performed the transmission electron microscopy experiments. S.S., K.N. and A.J.Q. supervised the research. R.H., T.O. and A.J.Q. wrote the manuscript. R.H. and K.N. obtained financial support.
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相对湿度是赋予权利人的椅子由ROHTO制药提供。其他作者声明没有利益冲突。gydF4y2Ba
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自然gydF4y2Ba由于卡尔·克勒和其他匿名的,审稿人(s)为他们的贡献的同行评审工作。gydF4y2Ba
额外的信息gydF4y2Ba
出版商的注意gydF4y2Ba施普林格自然保持中立在发表关于司法主权地图和所属机构。gydF4y2Ba
扩展数据数据和表gydF4y2Ba
扩展数据图1煤层中的多个眼部细胞谱系分化。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba示意图说明的方法,诱导缝lacrimal-gland-like集群。gydF4y2BabgydF4y2Ba,三个胚层的基因表达标记2 -和四周分化接缝(n = 4生物复制)。数据意味着南达科他州±。gydF4y2Bac - dgydF4y2Ba,疣状PAX6(绿色)和AQP5在10周分化缝(红色)。虚线区域的放大视图(c) (d)所示。n = 3不同的样本。核,蓝色。酒吧,规模100μm。gydF4y2BaegydF4y2Ba疣状,CD44(绿色)和HTN1(红色)的薄片lacrimal-gland-like集群尽早分化缝。n = 3生物复制。男朋友,明亮的领域;μm酒吧,规模100人。gydF4y2BafgydF4y2Ba、流仪分析SSEA-4 ITGB4, CD200孤立lacrimal-gland-like集群诱导缝在11周的文化。CD200四个种群gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba细胞分为P1-P4。n = 2生物复制。μm酒吧,规模200人。OESCs,眼部表面上皮干细胞。gydF4y2BaggydF4y2Ba排序,3 d文化细胞群(P1-P4)诱导lacrimal-gland-like瀑样在3天(n = 3生物复制)。酒吧,规模1000μm。gydF4y2BahgydF4y2Ba,筛查瀑样感应介质使用泪gland-related细胞因子的组合和y - 27632。n = 2生物复制。酒吧,规模1000μm。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba的泪gland-related基因表达,比较瀑样培养介质包含y - 27632和EGF(你们),或y - 27632, EGF, KGF、BMP7 FGF10 (YEKBF)。* p < 0.05 (n = 4生物复制;NS,不重要)。数据意味着南达科他州±。确切的p值提供的源数据。gydF4y2Ba
扩展数据图2的形成lacrimal-gland-like瀑样从人类诱导多能干细胞和胚胎干细胞。gydF4y2Ba
得了gydF4y2Ba从201年hiPSC行,发展lacrimal-gland-like瀑样b7 (a)和YZWJs524 (b),和人类ES细胞系,KhES-1 (c), 201 b7 n = 413;YZWJs524, n = 6;KhES-1, n = 40瀑样。酒吧,规模1000μm。gydF4y2BadgydF4y2BaCD200 P3细胞的比例gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba分数的接缝源自多能干细胞系;生物复制201 b7 (n = 91), YZWJs524生物复制(n = 5)和KhES-1 (n = 10生物复制)。数据意味着南达科他州±。gydF4y2BaegydF4y2Ba基因表达分析的泪腺标记lacrimal-gland-like瀑样来自多能干细胞系,201 b7 (n = 4生物复制),YZWJs524生物复制(n = 5),和khES-1 (n = 5生物复制)。数据意味着南达科他州±。gydF4y2Ba
扩展数据图3描述lacrimal-gland-like瀑样。gydF4y2Ba
得了gydF4y2Ba,光片荧光显微镜的lacrimal-gland-like瀑样染色背景和PAX6 (a), KRT14 (b)和CD44 (c)。降低面板显示的放大视图上面板。n = 2生物复制。酒吧,规模200μm。gydF4y2BadgydF4y2Ba,他走时染色hiPSC-derived lacrimal-gland-like瀑样。n = 3生物复制。酒吧,规模500μm。gydF4y2BaegydF4y2Ba,Immunolocalization PAX6(绿色)和背景(红色)的薄片hiPSC-derived lacrimal-gland-like瀑样。n = 3生物复制。核,蓝色。酒吧,规模100μm。gydF4y2BafgydF4y2Ba疣状SOX9(绿色),AQP5(红色)和ACTA2(红色)的薄片hiPSC-derived lacrimal-gland-like瀑样。n = 3生物复制。核,蓝色。酒吧,规模100μm。gydF4y2Ba胃肠道gydF4y2Ba,疣状KhES-1-derived lacrimal-gland-like瀑样为PAX6(绿色)和背景(红色)(g), CD44(绿色),HTN1(红色)和背景(红色)(h)和SOX9(绿色),AQP5(红色)和ACTA2(红色)(我)。n = 3生物复制。核,蓝色。酒吧,规模100μm。gydF4y2BajgydF4y2Ba的泪gland-related标记、基因表达分析iPS细胞(iPSC), P3细胞,lacrimal-gland-like祖细胞(LGP)和瀑样(LGO)。n = 4生物复制。数据意味着南达科他州±。gydF4y2Ba
扩展数据图4描述的“诱导多能性”细胞衍生lacrimal-gland-like瀑样由单细胞RNA序列。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba、统一歧管近似和投影(UMAP)的所有单个细胞和丰富的总结在每个集群;n = 4071细胞(0),n = 4566个细胞(第十天),n = 2448细胞(20天)。gydF4y2BabgydF4y2Ba,拟时间轨迹的单细胞转录组显示三个分支从根(集群0天0)。这些代表活跃epithelial-mesenchymal过渡(EMT),细胞增殖,上皮分泌细胞的发展。gydF4y2BacgydF4y2Ba优先,细胞群表达泪gland-related基因。gydF4y2BadgydF4y2Ba,程控注释lacrimal-gland-like瀑样(20天)与积极的和消极的标记基因。gydF4y2Ba
扩展数据图5描述的圆顶和平板菌落来自眼表面上皮干细胞。gydF4y2Ba
得了gydF4y2Ba从P3-ocular表面,角膜上皮分化上皮干细胞的2 d文化(a),连同疣状角膜上皮(b)和泪腺标记(c)在上皮细胞表。核、蓝;n = 3生物复制;酒吧,规模100μm。gydF4y2BadgydF4y2Ba泪gland-related标记、基因表达分析在圆顶和平坦的殖民地。在圆顶殖民地表达式显示为1.0。* p < 0.05 (n = 3不同的殖民地从一个实验为每个实验条件;NS,不重要)。数据意味着南达科他州±。确切的p值提供的源数据。gydF4y2BaegydF4y2Ba一个集群的热图基于泪腺的表达,上皮细胞和YAP-related基因。gydF4y2BafgydF4y2Ba,疣状YAP1(绿色)在圆顶(上部面板)和平坦的(较低的面板)殖民地源自排序P3细胞。n = 3生物复制。核,蓝色。酒吧,规模100μm。gydF4y2Ba
扩展数据图6 BARX2参与lacrimal-gland-like瀑样的形成。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba,疣状BARX2(绿色)和KRT14(红色)在圆顶(上部面板)和平坦的(较低的面板)殖民地源自排序P3细胞。n = 3生物复制。核,蓝色。酒吧,规模100μm。gydF4y2BabgydF4y2Ba、克隆形成和比例(21天)排序的圆顶殖民地P3细胞从接缝8和14周后分化文化。n = 3生物复制。数据意味着南达科他州±。确切的p值提供的源数据。gydF4y2Bac - dgydF4y2Ba,疣状PAX6(绿色)和KRT12(红色)在8周(c)和尽早(d)分化。n = 3生物复制。核,蓝色。酒吧,规模100μm。gydF4y2BaegydF4y2Ba,疣状BARX2(绿色)和PAX6(红色)在lacrimal-gland-like祖细胞(左面板)和瀑样(右面板)。n = 3生物复制。核,蓝色。酒吧,规模100μm。gydF4y2BafgydF4y2Ba,用siRNA domed-colony形成BARX2击倒效果。* p < 0.01 (n = 8生物复制;NS,不重要)。数据意味着南达科他州±。确切的p值提供的源数据。gydF4y2BaggydF4y2Ba,用siRNA BARX2击倒对角膜上皮分化的影响。每个实验条件(n = 1)样本。核、蓝、酒吧、规模100μm。gydF4y2Ba
扩展数据图7的分化能力SEAM-derived lacrimal-gland-like瀑样和角膜上皮细胞表。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba,3 d瀑样文化利用SEAM-derived角膜上皮细胞的细胞。n = 8生物复制。酒吧,规模1000μm。gydF4y2BabgydF4y2Ba、2 d角膜上皮文化使用细胞lacrimal-gland-like瀑样。n = 19生物复制。酒吧,规模1000μm。gydF4y2Ba氟gydF4y2Ba后,细胞组织化学染色来自lacrimal-gland-like瀑样2 d栽培(b)所示:(c) CD44(绿色)和KRT12(橙色);(d) PAX6(绿色)和p63(橙色);(e) AQP5(绿色),KRT13(橙色),和KRT14(红色);(f) HTN1(绿色)、SOX9(橙色),和KRT3(红色)。n = 3生物复制(c) - (f)。原子核,蓝色。酒吧,规模100μm。gydF4y2BaggydF4y2Ba,长时间的三维培养lacrimal-gland-like瀑样41天。n = 2生物复制。酒吧,规模1000μm。gydF4y2BahgydF4y2Ba,细胞使lacrimal-gland-like瀑样。n = 2技术复制。酒吧,规模1000μm。gydF4y2Ba
扩展数据图8移植lacrimal-gland-like瀑样。gydF4y2Ba
a - bgydF4y2Ba,图片描绘(a)部分和(b)整个切除大鼠泪腺和移植的lacrimal-gland-like瀑样。μm比例尺(嵌入图像),1000。gydF4y2Ba一部gydF4y2Ba疣状,(c) PAX6(绿色)和KRT14(红色),(d) SOX9(绿色)和背景(红色),(e) CD44和CD31在串行部分(绿色)的接枝lacrimal-gland-like瀑样(5×)4周后移植到老鼠泪腺体。面板(c - d)低的放大视图上面板。虚线(e)表明CD44gydF4y2Ba+gydF4y2Ba泪腺细胞。n = 3生物复制。核,蓝色。酒吧,规模100μm。gydF4y2BafgydF4y2Ba,2)染色week-transplanted组织。n = 3生物复制。μm酒吧,规模500人。gydF4y2Bag-kgydF4y2Ba,疣状嫁接lacrimal-gland-like瀑样(5×)两周后移植鼠泪腺体:人类细胞核(绿色)(g), AQP5(红色)和ACTA2(红色);(h) CD44(绿色)和HTN1(红色);(我)SOX9(绿色)和背景(红色);(j)人类细胞核(绿色)和KRT14(红色);(k) LTF(绿色)和背景(红色),n = 3生物复制。核、蓝;酒吧,规模100μm。gydF4y2BalgydF4y2Ba人类细胞核(绿色)组织化学染色,ACTA2(红色)和CD31(红色)嫁接lacrimal-gland-like瀑样4周后移植到老鼠泪腺体。箭头指示基质细胞,星号显示血管内皮细胞,血管和短箭头表示。n = 3生物复制。核,蓝色。酒吧,规模100μm。gydF4y2Ba
扩展数据图9的透射电子显微镜法和ELISA移植lacrimal-gland-like瀑样。gydF4y2Ba
透射电子显微镜的人类“诱导多能性”细胞衍生lacrimal-gland-like瀑样4周后移植。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba腔(l)和衬里细胞有许多微绒毛(箭头)。gydF4y2BabgydF4y2Ba、变量嗜碱性的分泌腺泡的细胞外围腔。gydF4y2BacgydF4y2Ba,多个细胞桥粒(箭头)是位于细胞膜相邻分泌细胞。gydF4y2BadgydF4y2Ba侧膜的分泌细胞表达然后像手指一样的流程(p)和张力微丝(t)与细胞桥粒(箭头)。gydF4y2BaegydF4y2Ba脂质囊泡包裹体(lv)内存在基础分泌细胞,其他在基底膜(箭头所指)。gydF4y2BafgydF4y2Ba,线粒体(m)和脂滴(v)在基底腺泡细胞的细胞质中,相邻多层基板(箭头所指)。gydF4y2BaggydF4y2Ba,腺泡的细胞腔展览分泌颗粒(sg)变量的大小和密度,脂滴(v)和广泛的高尔基体(g)。gydF4y2BahgydF4y2Ba由粗糙表面的内质网(r)们,地区也存在。n = 2生物复制(一)- (h)。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba,ELISA对人类溶菌酶(hLYZ) lacrimal-gland-like瀑样(LGOs)。(w)和(p)表示整体与部分泪gland-removal手术,分别。* * * p < 0.05, p < 0.01 (LGO×1, LGO×5 LGO×1 (w)和LGO×5 (w), n = 8。其他人,n = 4生物复制)。数据意味着南达科他州±。确切的p值提供的源数据。gydF4y2BajgydF4y2Ba,ELISA鼠乳铁蛋白在泪腺组织和流体。n = 4生物复制。数据意味着南达科他州±。gydF4y2BakgydF4y2Ba泪gland-related基因的表达在lacrimal-gland-like瀑样(LGOs),移植瀑样(tLGO),和鼠泪腺(鼠LG)。的表达水平LGO显示是1.0。* p < 0.05 (n = 4生物复制;NS,不重要)。数据意味着南达科他州±。确切的p值提供的源数据。ND,没有检测到。gydF4y2Ba
扩展数据图10细胞外分泌腺的比较。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba疣状CD44(绿色),AQP5(红色)和PAX6(红色)在泪腺(老鼠),唾腺、乳腺和胰腺(所有人)。较低的面板显示的放大视图上面板。在胰腺组织中虚线表示假定的小岛。n = 3生物复制(鼠泪腺)和n = 1(人类腺组织)。核,蓝色。酒吧,规模100μm。gydF4y2BabgydF4y2Ba,的表达gydF4y2BaPAX6gydF4y2Ba,gydF4y2BaAQP5gydF4y2Ba和gydF4y2BaCD44gydF4y2Ba在人体外分泌腺组织,泪腺体(n = 8),唾液腺(n = 5),乳腺(n = 8)基于现有的微阵列数据集。gydF4y2BacgydF4y2Ba,表达的泪腺和眼表面epithelium-related基因移植lacrimal-gland-like瀑样(tLGO)和人类的角膜和结膜上皮细胞。CE、角膜上皮细胞;CjE,结膜上皮细胞。tLGO, n = 4;CE, n = 6;CjE, n = 3生物复制。数据意味着南达科他州±。gydF4y2BadgydF4y2Ba、摘要泪gland-related标记表达式的腺上皮组织和眼表面。数据表明,PAX6、AQP5 LTF和LYZ-expressing细胞泪腺细胞类型。SG,唾腺;毫克,乳腺;电脑,胰腺;ND,不确定。gydF4y2Ba
补充信息gydF4y2Ba
补充信息gydF4y2Ba
补充讨论和额外的引用。gydF4y2Ba
补充图1gydF4y2Ba
Uncropped西方墨迹用于制备图3 j。相对应的乐队BARX2和ACTB电泳约40 kDa, 42 kDa,分别。gydF4y2Ba
补充表1gydF4y2Ba
为每一个单细胞基因表达集群。Log-normalized阅读数量平均单个集群和异形日志空间。gydF4y2Ba
补充表2gydF4y2Ba
为每一个单细胞基因表达聚集在20 lacrimal-gland-like瀑样。Log-normalized阅读数量平均单个集群和异形日志空间。gydF4y2Ba
补充表3gydF4y2Ba
TaqMan探针集列表。gydF4y2Ba
补充表4gydF4y2Ba
分化培养媒体的组合。gydF4y2Ba
补充表5gydF4y2Ba
细节的抗体用于免疫染色、免疫印迹和流式细胞术。gydF4y2Ba
补充视频1gydF4y2Ba
的视频lacrimal-gland-like瀑样形成,hiPS-cell-derived lacrimal-gland-like祖细胞形成一个3 d lacrimal-gland-like瀑样在基底膜基质。gydF4y2Ba
补充视频2gydF4y2Ba
视频在3 d AQP5表达hiPS-cell-derived lacrimal-gland-like瀑样。AQP5主要坐落在acinar-like细胞,展现一个点状的染色模式。gydF4y2Ba
权利和权限gydF4y2Ba
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Hayashi, R。大久保,T。荣誉,Y。gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba代的3 d泪腺瀑样从人类多能干细胞。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba605年gydF4y2Ba,126 - 131 (2022)。https://doi.org/10.1038/s41586 - 022 - 04613 - 4gydF4y2Ba
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DOIgydF4y2Ba:gydF4y2Bahttps://doi.org/10.1038/s41586 - 022 - 04613 - 4gydF4y2Ba
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人类诱导多能干细胞唾腺瀑样模型SARS-CoV-2感染和复制gydF4y2Ba
自然细胞生物学gydF4y2Ba(2022)gydF4y2Ba
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