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我國學者在肌肉骨骼系統(tǒng)干細胞研究方面取得進展
2020年11月06日 17:11:49
來源：醫(yī)學科學部 點擊量：3926
肌肉骨骼系統(tǒng)是人體支撐和運動的基石。隨著近年來人們健康意識的不斷增強與健身運動的廣泛普及，肌肉骨骼系統(tǒng)的傷病也日益增加。一些難愈性運動損傷，如關節(jié)軟骨缺損、肌腱斷裂、骨折不愈合等，嚴重影響著人們的生活質(zhì)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，能夠向機體組織中各個譜系分化，是損傷后組織再生修復的重要細胞類型。
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在國家自然科學基金項目(批準號：31830029、81871764、81772418)等資助下，浙江大學歐陽宏偉教授和陳曉教授團隊合作，利用單細胞轉(zhuǎn)錄組測序技術在小鼠上發(fā)現(xiàn)了全新的肌肉骨骼系統(tǒng)干細胞亞群，并證實其參與骨、軟骨、肌腱和肌肉等多種組織的發(fā)生、發(fā)育及損傷后再生修復過程。研究成果以“肌肉骨骼系統(tǒng)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2020年10月22日在線發(fā)表在《先進科學》(Advanced Science)上。論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202000938。
肌肉骨骼系統(tǒng)是人體支撐和運動的基石。隨著近年來人們健康意識的不斷增強與健身運動的廣泛普及，肌肉骨骼系統(tǒng)的傷病也日益增加。一些難愈性運動損傷，如關節(jié)軟骨缺損、肌腱斷裂、骨折不愈合等，嚴重影響著人們的生活質(zhì)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，能夠向機體組織中各個譜系分化，是損傷后組織再生修復的重要細胞類型。
研究團隊運用高通量單細胞轉(zhuǎn)錄組測序技術，獲得了小鼠從肢芽發(fā)生到肌肉骨骼系統(tǒng)各組織基本成型的肢體發(fā)育過程中不同時間點的細胞動態(tài)轉(zhuǎn)錄特征，擬時間分析發(fā)現(xiàn)，肢體發(fā)育早期存在著Scx+Hoxd13+肌肉骨骼系統(tǒng)干細胞亞群，并在發(fā)育后期形成了明顯的對應硬、軟結(jié)締組織分化的分支路徑。他們進一步結(jié)合自主研發(fā)的多樣本轉(zhuǎn)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與組織學形態(tài)，發(fā)現(xiàn)Scx敲除顯著影響了肌肉骨骼系統(tǒng)各組織的基因表達和形態(tài)結(jié)構。此外，通過譜系追蹤和譜系清除實驗，證實Scx+細胞亞群參與了肌肉骨骼系統(tǒng)多種組織的發(fā)育和損傷后再生修復過程，并在內(nèi)源性修復過程中起著重要作用。
該研究發(fā)現(xiàn)了全新的Scx+Hoxd13+肌肉骨骼系統(tǒng)干細胞亞群，并證實其在肢體發(fā)育和再生修復中起著重要作用，為系統(tǒng)解碼肢體發(fā)育與再生奠定了前期基礎，也為未來肌肉骨骼系統(tǒng)的組織工程構建提供了潛在的細胞來源和調(diào)控策略。
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