Fate and state transitions during human blood vessel organoid development

生物 壁细胞 细胞生物学 细胞命运测定 祖细胞 转录组 Notch信号通路 诱导多能干细胞 干细胞 命运图 血管生成 内皮干细胞 转录因子 移植 细胞分化 重编程 定向微分 电池类型 细胞 遗传学 信号转导 基因 基因表达 体外 胚胎干细胞 内科学 医学
作者
Marina Nikolova,Zhisong He,Reiner Wimmer,Makiko Seimiya,Jonas Nikoloff,Josef Penninger,J. Gray Camp,Barbara Treutlein
出处
期刊: [Cold Spring Harbor Laboratory]
被引量:25
标识
DOI:10.1101/2022.03.23.485329
摘要

Blood vessel organoids (BVOs) derived from human pluripotent stem cells have emerged as a novel system to understand human vascular development, model disorders, and develop regenerative therapies. However, it is unclear which molecular states constitute BVOs and how cells differentiate and self-organize within BVOs in vitro and after transplantation. Here we reconstruct BVO development over a time course using single-cell transcriptomics. We observe progenitor states that bifurcate into endothelial and mural fates, and find that BVOs do not acquire definitive arterio-venous endothelial identities in vitro . Chromatin accessibility profiling identifies gene regulatory network (GRN) features associated with endothelial and mural fate decisions, and transcriptome-coupled lineage recording reveals multipotent progenitor states within BVOs. We perform single-cell genetic perturbations within mosaic BVOs to dissect the impact of transcription factor (TF) and receptor depletion on cell differentiation, and highlight multiple TFs including MECOM and ETV2 as strong-effect regulators of human BVO development. We show that manipulation of VEGF and Notch signaling pathways alters BVO morphogenesis and endothelial GRNs, and induces arteriovenous-like state differentiation. We analyze matured BVOs after transplantation using scRNA-seq, and observe matured endothelium with clear arteriovenous specification. We also observe off-target cell fates with bone and adipocyte features, suggesting multipotent states reside within the BVOs in vitro that expand and diversify in less restrictive conditions. Finally, we map vascular disease associated genes to BVO cell states to highlight the potential of BVOs for disease modeling. Altogether, our data and analyses provide the first comprehensive cell state atlas of BVO development and illuminate both the power and limitation of BVOs for translational research.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
深情安青的应助被科研通管家采纳,获得10
刚刚
wanci的应助被科研通管家采纳,获得10
刚刚
1秒前
乐乐的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
爆米花的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
英姑的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
Ashia的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
打打的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
丘比特的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
大个的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
ElodieL的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
科目三的应助被科研通管家采纳,获得30
2秒前
2秒前
JamesPei的应助被wutong采纳,获得10
2秒前
thelime发布了新的文献求助10
2秒前
大模型的应助被魔幻迎丝采纳,获得10
2秒前
Akim的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
香蕉觅云的应助被wutong采纳,获得10
2秒前
2秒前
hellolulu88完成签到,获得积分10
2秒前
小蘑菇的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
火星热蛋挞的应助被wutong采纳,获得10
2秒前
大模型的应助被xixi采纳,获得10
2秒前
坚强冰枫的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
科研通AI6.4的应助被wutong采纳,获得30
2秒前
molihuakai的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
科目三的应助被孤独的书雁采纳,获得10
3秒前
3秒前
豚踢兔发布了新的文献求助20
4秒前
爆米花的应助被王宇洁采纳,获得20
4秒前
无花果的应助被听音乐的可可采纳,获得10
5秒前
5秒前
科研通AI6.4的应助被勤恳帽子采纳,获得20
6秒前
Karley发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
陶醉白梅完成签到,获得积分20
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Comprehensive Heterocyclic Chemistry IV 400
Qualitative Methodologies in Tourism Studies: Disrupting and Co-creating Critical Research 350
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8052829
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9480342
关于积分的说明 21302309
捐赠科研通 7621058
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3393841
关于科研通互助平台的介绍 2524901
邀请新用户注册赠送积分活动 2431977