Четырёхмерная молекулярная карта пространственной «снимки», раскрывающая динамику органогенеза волосяного фолликула

Понимание образования органов требует одновременного захвата молекулярной информации в трёхмерном (3D) пространстве и по времени развития. Для этого мы разработали 3D DNase-Enhanced Expression Profiling (3DEEP) — метод очистки тканей, который удаляет геномную ДНК и расширяет возможности пространственного транскриптомного профилирования на сотни микрон в цельных образцах. Мы применили 3DEEP к коже новорождённых мышей, захватив сотни развивающихся волосяных фолликулов на протяжении их траектории органогенеза. Упорядочивание фолликулов по молекулярно определённому возрасту развития преобразовало этот единичный пространственный «снимок» в четырёхмерную (3D + время) молекулярную карту органогенеза. Эта карта выявила динамику развития, охватывающую стратификацию стволовых компартментов, появление новых субтипов клеток внутри фолликула и каскадные структурные преобразования, приводящие к формированию волосяного канала. Сравнительный анализ голых мышей с дефицитом Foxn1, модели облысения, показал изменения динамики развития по всему органу, включая замедленное молекулярное прогрессирование, сниженную координацию и повышенную нестабильность развития, которые предшествовали явным структурным дефектам. Эта работа демонстрирует, как глубокотканевая пространственная транскриптомика может выявлять скрытую динамику формирования органов.