Deconstructing stem cell population heterogeneity: Single-cell analysis and modeling approaches

جمعیت سلول های بنیادی ایزوژن، تغییرات سلولی به سلول را در بسیاری از ویژگی ها شامل بیان ژن یا پروتئین، حالت اپی ژنتیک، مورفولوژی، تکثیر و انحراف برای تمایز نشان می دهد. منشاء ناهمگونی مشاهده شده و نقش آن در حفظ وفاداری و ویژگی مشخصه سلول های بنیادی هنوز مشخص نیست. با توجه به سؤالات مربوطه، استفاده از روشهای تجزیه و تحلیل تک سلولی نیاز به تحقیق دارد، زیرا آزمایشات بیوشیمیایی و بیوموکلئیک سلولی بیشتر از میانگین داده های جمعیتی است. علاوه بر میکروسکوپ طولانی مدت و جریان سیتومتری، پیشرفت های اخیر در پروفایل های ژنومی، ترانسکتومیک و پروتئومیک تک سلولی بررسی شده است. انتظار می رود که استفاده از تقویت جابجایی چندگانه، توالی نسل بعدی، سی تیومتری جرمی و اسپکترومتری برای سیستم های سلول های بنیادی، اطلاعات مهمی را ارائه دهند که سطح بی سابقه ای از خصوصیات چند پارامتری سلول های سلولی را در شرایط مشخص شده به وجود آورند که موجب افزایش قدرت یا تعهد می شود. ایجاد ارتباط بین اطلاعات تجزیه و تحلیل تک سلولی و فنوتیپ های مشاهده شده نیز نیاز به مدل های ریاضی مناسب دارد. خود تجدید و تمایز سلول های بنیادی با تنظیم هماهنگی فرآیندهای سلولی، بین سلولی و طاقچه های مختلف که با مقیاس های زمانی چندگانه پوشانده می شود، هماهنگ می شوند. در اینجا ما در مورد رویکردهای مدل سازی و چالش های ناشی از کاربرد آنها در جمعیت های سلول های بنیادی بحث می کنیم. تجزیه و تحلیل تک سلولی با روش های محاسباتی، شکاف هایی را در دانش ما در مورد توابع ناهمگونی در فیزیولوژی سلول های بنیادی پر می کند. این ترکیب همچنین به طراحی منطقی استراتژی های تمایز و برنامه ریزی کارآمد و همچنین پروتئین های بیوپسی برای تولید مشتقات سلولی بنیادی بالینی کمک می کند.