Sequenciamento de transcriptoma de célula única de neurônios inspiratórios do complexo preBötzinger em camundongos neonatos

Scientific Data volume 9, Número do artigo: 457 (2022) Cite este artigo

1049 Acessos

4 Altmétrica

Detalhes das métricas

Os neurônios do complexo preBötzinger do tronco cerebral (preBötC) geram o ritmo e o padrão motor rudimentar para os movimentos respiratórios inspiratórios. Realizamos gravações de patch-clamp de células inteiras de neurônios inspiratórios no preBötC de fatias de camundongos neonatais que retêm a ritmicidade relacionada à respiração in vitro. Classificamos os neurônios com base em suas propriedades eletrofisiológicas e fundo genético e, em seguida, aspiramos seu conteúdo celular para sequenciamento de RNA de célula única (scRNA-seq). Este conjunto de dados fornece as sequências de nucleotídeos brutos (arquivos FASTQ) e arquivos anotados de sequências de nucleotídeos mapeados para o genoma do camundongo (mm10 do Ensembl), que inclui a contagem de fragmentos, comprimentos de genes e fragmentos por quilobase de transcrição por milhão de leituras mapeadas (FPKM ). Esses dados refletem os transcriptomas dos neurônios que geram o ritmo e o padrão dos movimentos respiratórios inspiratórios.

Medidas)

sequências de nucleotídeos

Tipos de tecnologia

Sequenciamento Illumina

Tipo(s) de fator

genótipo: neurônios derivados de Dbx1 vs. neurônios não derivados de Dbx1 no complexo preBötzinger de camundongo • propriedades eletrofisiológicas: neurônios do complexo inspiratório pré-Bötzinger tipo 1 vs. tipo 2

Característica da Amostra - Organismo

músculo do rato

Característica da Amostra - Ambiente

ambiente laboratorial

Característica da Amostra - Localização

Estados Unidos da América contíguos

A inexorável fase ativa da respiração é a inspiração, na qual a descida do diafragma e a elevação das costelas expandem os pulmões para aspirar o ar1. O ritmo da inspiração emana do local inferior do tronco cerebral chamado complexo preBötzinger (preBötC)2,3,4. Os principais elementos rítmicos do preBötC são interneurônios derivados de células precursoras que expressam o gene homeobox Desenvolvendo cérebro homeobox-1 (Dbx1), doravante referido como neurônios Dbx15,6,7,8,9,10. Os neurônios Dbx1 também transmitem o ritmo inspiratório como um padrão de saída para pré-motoneurônios e motoneurônios para a bomba e os músculos das vias aéreas11,12. A inspiração começa com uma fase pré-inspiratória atribuída exclusivamente aos neurônios ritmogênicos11,13,14. Quando sua atividade atinge um limiar, ocorre um surto inspiratório, que recruta neurônios que influenciam e transmitem o padrão de saída motora13,14,15. Os neurônios geradores de ritmo e padrão são os dois subconjuntos da população de neurônios Dbx1 no preBötC.

Os geradores de ritmo e padrão podem ser diferenciados eletrofisiologicamente. Neurônios do tipo 1 são supostamente ritmogênicos. Eles são ativados com um somatório semelhante a uma rampa de potenciais sinápticos 300-500 ms antes do início de uma explosão inspiratória de grande magnitude16,17. Os neurônios do tipo 1 expressam a corrente K+ transiente do tipo A (IA). O bloqueio do IA desestabiliza o ritmo inspiratório e a atividade pré-inspiratória global in vitro18. Os neurônios do tipo 2 são supostamente especializados para gerar o padrão de saída. Eles ativam ~300 ms depois do Tipo-116,17 e expressam corrente catiônica mista (Ih) ativada por hiperpolarização, cuja manipulação afeta a saída do motor19.

Diferenciamos neurônios tipo 1 e tipo 2 eletrofisiologicamente durante gravações de patch-clamp de células inteiras. Apesar da disparidade bem caracterizada entre os tipos, alguns neurônios exibem fisiologia ambígua e não podem ser classificados com segurança; nós os chamamos de Desconhecidos, mas mesmo assim os consideramos importantes para a respiração porque estão no preBötC e são ritmicamente ativos em fase com a inspiração in vitro. Recuperamos o conteúdo citoplasmático e realizamos o sequenciamento de RNA de última geração em 10 amostras: quatro neurônios Tipo-1 (três de precursores que expressam Dbx1 e um obtido de um camundongo CD-1 selvagem sem um repórter Dbx1), um neurônio Tipo-2 de um precursor que expressa Dbx1, bem como 5 neurônios desconhecidos de camundongos de tipo selvagem CD-1. Todos os neurônios foram registrados e o RNA extraído em dois meses e enviado para sequenciamento de próxima geração juntos.