科學(xué)家發(fā)現(xiàn)骨外膜骨骼干祖細胞具有兩種命運抉擇

3周前發(fā)布在 7X24h 資訊

海南醫(yī)科大學(xué)（海南省醫(yī)學(xué)科學(xué)院）教授鄒衛(wèi)國、研究員王麗君團隊合作，首次發(fā)現(xiàn)骨外膜骨骼干祖細胞具有成骨和成肌腱的兩種命運抉擇，其命運決定受到機械刺激敏感蛋白PIEZO1調(diào)控，并證明了力學(xué)刺激具有優(yōu)化骨骼干祖細胞參與損傷修復(fù)的能力，為組織再生提供了新策略。相關(guān)研究近日發(fā)表于《細胞研究》。

肌腱與骨骼均起源于中胚層間充質(zhì)細胞。傳統(tǒng)觀點認為，成體后肌腱細胞與骨骼細胞屬于不可相互轉(zhuǎn)化的獨立譜系。既往研究表明，在肌腱損傷或衰老情況下，肌腱干祖細胞具有異位成骨的能力，但是骨骼干祖細胞能否形成肌腱細胞尚不清楚。

研究團隊比較Prx1 Cre與Ocn Cre介導(dǎo)的Piezo1條件敲除小鼠模型發(fā)現(xiàn)，干祖細胞中Piezo1缺失顯著削弱骨膜中骨骼祖細胞的成骨潛能，導(dǎo)致皮質(zhì)骨厚度降低。單細胞轉(zhuǎn)錄組分析證實，PIEZO1缺失使骨膜細胞停滯于祖細胞狀態(tài)。

以往研究表明，SCX是肌腱細胞特異的轉(zhuǎn)錄因子，而研究團隊此次發(fā)現(xiàn)，骨膜中骨骼祖細胞能夠被SCX標記。值得一提的是，骨膜來源SCX+細胞與肌腱來源SCX+細胞具有不同的轉(zhuǎn)錄圖譜，前者高表達成骨相關(guān)基因，后者則高表達細胞骨架組裝和纖維形成相關(guān)基因。進一步實驗表明，SCX+骨膜祖細胞具有成骨潛能，而PIEZO1缺失的SCX+骨膜祖細胞骨形成能力下降，導(dǎo)致再生修復(fù)延遲。此外，PIEZO1缺失可以通過激活YAP信號上調(diào)SCX表達，骨膜干祖細胞敲除或抑制PIEZO1后可作為肌腱修復(fù)的優(yōu)質(zhì)細胞來源。