• <menu id="iyemg"></menu>
  • <input id="iyemg"><tt id="iyemg"></tt></input>
  • <input id="iyemg"><u id="iyemg"></u></input>
  • 歐陽宏偉、陳曉教授團隊合作利用單細胞轉錄組測序技術發現了全新的肌肉骨骼系統干細胞亞群

    來源 :基礎醫學系    發布時間 :2020-11-01    瀏覽次數 :437

    浙江大學基礎醫學院歐陽宏偉教授和陳曉教授團隊合作利用單細胞轉錄組測序技術發現了全新的肌肉骨骼系統干細胞亞群,并證實其參與軟骨、骨、肌腱和肌肉等多組織的發生、發育和修復再生。研究成果以“肌肉骨骼系統干細胞軟硬組織分化圖譜(Atlas of Musculoskeletal Stem Cells with The Soft and Hard Tissue Differentiation Architecture為題于20201022日在線發表在《先進科學》(Advanced Science),并被國家自然科學基金委官網報道。詳情請點擊:http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab448/info79191.htm。

    肌肉骨骼系統是人類生活和運動的基本結構,占人體70%。隨著運動的普及,肌肉骨骼系統的疾病和損傷日益增加,其難治性損傷,如軟骨缺損,肌腱斷裂,肌腱炎、骨折不愈合等,嚴重影響著人們的生活質量,但目前仍缺乏有效的治療手段。干細胞是具有自我更新能力的多能細胞, 能夠向組織中各個譜系分化,是損傷后穩態維持和組織再生的主要細胞類型。對干細胞類別的深入研究有助于增強我們對組織修復和再生的認識。

    該研究運用單細胞轉錄組測序和體內遺傳譜系追蹤技術解析了肢體發育過程中細胞分化的動態過程,鑒定出Scx+Hoxd13+肌肉骨骼系統干細胞、Scx+Col1a1+軟組織干祖細胞和Scx+Sox9+硬組織干祖細胞,為系統地解碼肢體發育和再生中肌肉骨骼組織形態發生的復雜分子機制和細胞程序奠定了基礎。

    單細胞轉錄組學分析已越來越多地被應用于研究各種組織器官的發育和病理過程,尤其是稀有的干/祖細胞亞群在這些過程中的功能。本研究利用高通量單細胞轉錄組測序技術,獲得了小鼠肢體發育過程中從肢芽發生到肌肉骨骼系統各組織基本成型過程中不同時間點(E10.5,E12.5,E15.5)細胞的動態轉錄特征。擬時間分析發現肢體發育早期存在Scx+Hoxd13+肌肉骨骼系統干祖細胞亞群,并在發育后期形成了明顯的對應硬、軟結締組織分化的分支路徑。進一步,我們結合自主研發的多樣本轉錄組測序技術和組織學分析,比較了Scx敲除和野生型小鼠全身16種組織或器官的表達譜和組織學形態,發現Scx敲除影響集中體現在肌肉骨骼系統各組織,骨、軟骨和肌肉等組織的基因表達和形態結構都出現顯著異常。與此同時,通過譜系追蹤實驗證明Scx+細胞亞群參與肌腱、肌肉和骨等多種組織的發育和損傷修復過程。進一步,譜系清除實驗證實在手術造模后清除Scx譜系細胞會顯著影響機體骨、軟骨、半月板、肌腱和肌肉組織的內源性修復效果。

    該研究發現了全新的肌肉骨骼系統干細胞亞群,并證實其在肢體發育和穩態維持中起重要作用,該亞群主導結締組織的發生,并參與部分肌肉組織形成,補充了現有肌肉骨骼系統發育的理論體系,也為未來組織工程構建提供了潛在的細胞來源和調控策略選擇。

    本文第一作者為浙江大學基礎醫學院茵梓副教授和浙江大學愛丁堡大學聯合學院林俊鑫博士后,通訊作者為歐陽宏偉教授和陳曉教授,該研究得到科技部國家重點研發計劃(2017YFA0104902)、國家自然科學基金(31830029, 81871764, 31570987 81772418)以及浙江省自然科學基金(LR20H060001)的支持。

    論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202000938

    二八杠