КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 25-15-00095
НазваниеПолнооизформный и полнотранскриптомный анализ и пространственное распределение иммунорегуляторных клеток в плаценте
Руководитель Сенников Сергей Витальевич, Доктор медицинских наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии" , Новосибирская обл
Конкурс №104 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-108 - Иммунология
Ключевые слова Беременность, Плацента, Иммунологическая толерантность, Т-регуляторные клетки, Миелоидные супрессоры, Эритроидные клетки, Цитокины, Пространственная транскриптомика, Пространственная протеомика, Микроокружение, Клеточные ниши
Код ГРНТИ76.03.55
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Беременность – многофакторный процесс, который сопровождается необходимостью временного сосуществования генетически различных матери и ребенка. Сложные ауто-паракринные взаимодействия клеточных элементов и в первую очередь иммунных клеток и клеток плаценты по средствам, цитокинов и хемокинов обеспечивает иммунную толерантность и защиту внутри плацентарного микроокружения. Нарушение регуляции этого процесса приводит к серьезным осложнениям и жизнеугрожающим состояниям. Фето-материнская толерантность у млекопитающих обеспечивается созданием протолерогенного клеточного микроокружения в месте контакта материнских клеток и клеток плода – в плаценте. В контакт с плодной частью плаценты вступают клетки матери, обеспечивающие иммунный ответ, такие как цитотоксические Т-клетки, В-клетки , NK-клетки. Большое количество толерогенных клеточных популяций (Т и В-регуляторные клетки, толерогенные дендритные клетки, эритроидные и миелоидные клетки) препятствуют распознаванию антигенов плода и резорбции путем индукции клеточной цитотоксичности. Супрессорные факторы вызывают у контактирующих с плодной частью плаценты цитотоксических клеток состояние анергии или апоптоз. Статус иммунологической толерантности не сохраняется на одном уровне на протяжении беременности и количество клеток толерогенных клеточных популяций и их протолерогенная активность падают к концу третьего триместра. В настоящее время наука не располагает полным набором знаний, необходимых для понимания и обеспечения фето-материнской толерантности. Решение этой задачи может быть достигнуто с использованием методов исследования межклеточных взаимодействий, например такого как пространственная транскриптомика. Эти методы позволяют ассоциировать данные об экспрессии генов и белков с их пространственным расположением в клетках, что позволяет более подробно исследовать микроокружение в плаценте и выявлять различные клеточные ниши с уникальными функциями. Нами планируется сравнительное исследование пространственного транскриптома и картирование пространственного распределения иммунных клеток в плаценте в конце второго и третьего триместра беременности мышей. Для оценки транскрипционной активности клеток планируется использовать подход пространственной транскриптомики 10X Genomics Visium CytAssist, полноизоформное исследование полного транскриптома суспензии единичных клеток при помощи инструмента SeekOne DD и технологии секвенирования РНК единичных клеток FAST-seq, а также анализ иммунного транскриптома на платформе BD Rhapsody. Данные по оценке транскрипционного профиля иммунорегуляторных клеточных популяций будут подтверждены данными проточной цитофлуориметрии, при помощи анализа продукции цитокинов и хемокинов для определения экспрессии иммунорегуляторных белков, а также исследованием регуляторной активности клеточных популяций плаценты in vitro по оценке пролиферации, дифференцировки, цитотоксической активности различных пулов иммунокомпетентных клеток. В результате выполнения проекта планируется идентифицировать дифференциально-экспрессируемые изоформы генов иммунорегуляторных клеток плаценты при помощи секвенирования РНК единичных клеток и картировать их экспрессию in situ при помощи метода пространственной транскриптомики. Эти данные помогут оценить динамику иммунорегуляторных изменений в этих клетках в ходе протекания беременности. Также планируется исследование транскриптома единичных клеток, собранных из пуповинной крови, с целью определения иммунорегуляторных потенциалов клеток. Идентифицированные при беременности мыши и человека иммунорегуляторные гены могут стать диагностически-важными в решении вопросов фундаментальной иммунологии и для создания новых диагностических тестов клинического исследования и терапии патологий беременности.
Ожидаемые результаты
Результаты, полученные в результате этого исследования, могут стать основой для будущих исследований в области репродуктивной биологии, иммунологии и осложнений, связанных с беременностью. Ранее в нашей лаборатории были получены данные о наличии достоверных различий в секретоме эритроидных ядросодержащих клеток плаценты как на различных сроках внутриутробного развития (второй и третий триместр ), так и при различных типах беременности (сингенной и полу-аллогенной), которые показывают существование отличий в иммуносупрессивном потенциале эритроидных и других толерогенных клеточных популяций плаценты, а также перспективность дальнейшего и более глубокого их изучения. Это важно для определения терапевтических стратегий коррекции патологий беременности на разных стадиях. На настоящий момент пространственное картирование иммунорегуляторных клеток плаценты представлено крайне немногочисленными работами в виду сложности и дороговизны данного метода изучения транскриптома. Так, существует лишь несколько публикаций в области пространственной транскриптомики плаценты - плаценты человека и плаценты мыши, изученной на временной точке Е7.5. Таким образом, наше исследование сможет заполнить пробелы в знаниях и создать общедоступные наборы больших данных. Технология пространственной транскриптомики 10X Visium CytAssit, которую планируется использовать в настоящей работе, позволяет проанализировать полный транскриптом мыши при помощи системы молекулярных зондов и особых стекол с поли-Т-хвостами и молекулярно-пространственными штрихкодами. Исследование особенностей иммунорегуляторных клеточных популяций в плаценте будет проводиться в контексте различных типов беременности - сингенной и полу-аллогенной, а также на разных этапах беременности - в конце второго и третьего триместров. Обработка большого массива полученных с помощью 10X Visium CytAssit данных о профиле экспрессии генов будет происходить при помощи ПО Loupe Browser и библиотек Seurat, STDeconvolve, и GSEApy, языков программирования R и Python 3. В результате этих исследований можно будет оценить отличия в профилях экспрессии генов в различных популяциях клеток при полу-аллогенной и сингенной беременностях на момент конца второго и третьего триместра для каждого из типов беременности. Эти данные позволят выявить как изменяется иммунорегуляторный потенциал различных клеток плаценты в ходе протекания беременности, какие клетки и с каким регуляторным потенциалом мигрируют в и из плаценты в разные сроки. Установленные изменения в экспрессии мРНК иммунорегуляторных белков будут подтверждены данными по уровню продукции самих белков методами: 1) данными протеомики единичных клеток методом проточной цитофлуориметрии (до 10 белков интереса); 2) массовой секретомикой при помощи метода LegendPlex (до 15 цитокинов); 3) а также данными об особенностях иммунорегуляторной активности иммунорегуляторных клеточных популяций плаценты в различных функциональных тестах in vitro на пролиферацию, дифференцировку, способность к индукции Т-регуляторных клеток, цитотоксичность различных пулов иммунокомпетентных клеток (B- и/или Т-лимфоциты) после культивирования с клетками иммунорегуляторных популяций плаценты. Полученные результаты позволят сформировать терапевтическую и прогностическую модель коррекции иммунных реакций при беременности в клинике путем модуляции активности иммунорегуляторных клеток плаценты. Данные по иммунному транскриптому клеток пуповинной крови человека позволят нам оценить иммунорегуляторный потенциал и активность клеток мигрирующих из плаценты, а также в какой степени данные полученные на экспериментальных животных можно экстраполировать на человека. Полученные в ходе выполнения проекта данные позволят сформировать более полную и объективную картину участия различных клеточных популяции в протекании беременности в различные сроки, а также сформулировать новые подходы к диагностики и новые стратегии терапевтических подходов при нарушениях течения беременности.