Single-cell division tracing and transcriptomics reveal cell types and differentiation paths in the regenerating lung

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Leila R. Martins - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Lina Sieverling - , Universität Heidelberg, Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Michelle Michelhans - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Chiara Schiller - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Cihan Erkut - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Thomas G.P. Grünewald - , Universität Heidelberg, Hopp Kindertumorzentrum Heidelberg (KiTZ), Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Sergio Triana - , European Molecular Biology Laboratory (EMBL) Heidelberg, Broad Institute of Harvard University and MIT, Massachusetts Institute of Technology (MIT) (Autor:in)
  • Stefan Fröhling - , Universität Heidelberg, Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Lars Velten - , CRG - Centre for Genomic Regulation, Universitat Pompeu Fabra (Autor:in)
  • Hanno Glimm - , Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (Partner: DKTK, DKFZ), Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ Standort Dresden, Nationales Centrum für Tumorerkrankungen Dresden, Medizinische Fakultät Carl Gustav Carus Dresden, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Translational Functional Cancer Genomics Group (Autor:in)
  • Claudia Scholl - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Universität Heidelberg (Autor:in)

Abstract

Understanding the molecular and cellular processes involved in lung epithelial regeneration may fuel the development of therapeutic approaches for lung diseases. We combine mouse models allowing diphtheria toxin-mediated damage of specific epithelial cell types and parallel GFP-labeling of functionally dividing cells with single-cell transcriptomics to characterize the regeneration of the distal lung. We uncover cell types, including Krt13+ basal and Krt15+ club cells, detect an intermediate cell state between basal and goblet cells, reveal goblet cells as actively dividing progenitor cells, and provide evidence that adventitial fibroblasts act as supporting cells in epithelial regeneration. We also show that diphtheria toxin-expressing cells can persist in the lung, express specific inflammatory factors, and transcriptionally resemble a previously undescribed population in the lungs of COVID-19 patients. Our study provides a comprehensive single-cell atlas of the distal lung that characterizes early transcriptional and cellular responses to concise epithelial injury, encompassing proliferation, differentiation, and cell-to-cell interactions.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer2246
Seitenumfang20
FachzeitschriftNature communications
Jahrgang15 (2024)
Ausgabenummer1
PublikationsstatusVeröffentlicht - 12 März 2024
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 38472236