Image-based spatial transcriptomics identifies molecular niche dysregulation associated with distal lung remodeling in pulmonary fibrosis
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Le résumé fourni par la source
The human lung is structurally complex, with a diversity of specialized epithelial, stromal and immune cells playing specific functional roles in anatomically distinct locations, and large-scale changes in the structure and cellular makeup of this distal lung is a hallmark of pulmonary fibrosis (PF) and other progressive chronic lung diseases. Single-cell transcriptomic studies have revealed numerous disease-emergent/enriched cell types/states in PF lungs, but the spatial contexts wherein these cells contribute to disease pathogenesis has remained uncertain. Using sub-cellular resolution image-based spatial transcriptomics, we analyzed the gene expression of more than 1 million cells from 19 unique lungs. Through complementary cell-based and innovative cell-agnostic analyses, we characterized the localization of PF-emergent cell-types, established the cellular and molecular basis of classical PF histopathologic disease features, and identified a diversity of distinct molecularly-defined spatial niches in control and PF lungs. Using machine-learning and trajectory analysis methods to segment and rank airspaces on a gradient from normal to most severely remodeled, we identified a sequence of compositional and molecular changes that associate with progressive distal lung pathology, beginning with alveolar epithelial dysregulation and culminating with changes in macrophage polarization. Together, these results provide a unique, spatially-resolved characterization of the cellular and molecular programs of PF and control lungs, provide new insights into the heterogeneous pathobiology of PF, and establish analytical approaches which should be broadly applicable to other imaging-based spatial transcriptomic studies.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Image-based spatial transcriptomics identifies molecular niche dysregulation associated with distal lung remodeling in pulmonary fibrosis
- Date Crossref
- 16/12/2023
- Éditeur
- openRxiv
- Type
- posted-content
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Où se fait cette recherche
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Translational Genomics Research Institute pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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The University of Melbourne Melbourne Integrative Genomics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Melbourne Genomics Health Alliance pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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St Vincents Institute of Medical Research pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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Vanderbilt University Medical Center Department of Pediatrics pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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Vanderbilt University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Tucson Orthopaedic Institute pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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St. Vincent's Institute of Medical Research pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Department of Veterans Affairs Medical Center pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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Norton Thoracic Institute Department of Thoracic Disease and Transplantation pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Translational Genomics Research Institute, Melbourne Integrative Genomics — The University of Melbourne et Melbourne Genomics Health Alliance, avec 7 autres affiliations.
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