Hic1定義具有骨骼肌再生功能的間充質祖細胞亞群

2021-01-08 科學網

Hic1定義具有骨骼肌再生功能的間充質祖細胞亞群

作者：

小柯機器人

發布時間：2019/12/9 13:50:29

加拿大英屬哥倫比亞大學T. Michael Underhill研究組發現，Hic1定義了在骨骼肌再生過程中具有不同功能和命運的靜止間質祖亞群。2019年12月5日，國際知名學術期刊《細胞—幹細胞》發表了這一成果。

研究人員發現Hic1（Hypermethylated in cancer 1）是骨骼肌間充質祖細胞（MP）的標記，並進一步表明Hic1缺失導致MP增生。骨骼肌中Hic1+MP的單細胞RNA-seq和ATAC-seq分析顯示了多個亞群，研究人員進一步發現它們具有獨特的功能和譜系潛力。Hic1+MP通過提供階段特異性的免疫調節以及營養和機械支持來協調骨骼肌再生的多個方面。在肌肉再生過程中，Hic1+衍生物直接參與多個間充質區室，包括肌腱接頭內的Col22a1表達細胞。總的來說，這些發現表明，HIC1調節MP的靜止並確立MP亞群在肌肉再生中具有短暫和持久作用。

據介紹，許多成人組織都包含常駐幹細胞，例如骨骼肌內的Pax7+衛星細胞，這些幹細胞在損傷後會再生實質成分。組織駐留MP也參與再生，儘管在此過程中它們的功能和命運尚不清楚。

附：英文原文

Title: Hic1 Defines Quiescent Mesenchymal Progenitor Subpopulations with Distinct Functions and Fates in Skeletal Muscle Regeneration

Author: R. Wilder Scott, Martin Arostegui, Ronen Schweitzer, Fabio M.V. Rossi, T. Michael Underhill

Issue&Volume: 2019/12/05

Abstract: Many adult tissues contain resident stem cells, such as the Pax7+ satellite cells within skeletal muscle, that regenerate parenchymal elements following damage. Tissue-resident mesenchymal progenitors (MPs) also participate in regeneration, although their function and fate in this process are unclear. Here, we identify Hypermethylated in cancer 1 (Hic1) as a marker of MPs in skeletal muscle and further show that Hic1 deletion leads to MP hyperplasia. Single-cell RNA-seq and ATAC-seq analysis of Hic1+ MPs in skeletal muscle shows multiple subpopulations, which we further show have distinct functions and lineage potential. Hic1+ MPs orchestrate multiple aspects of skeletal muscle regeneration by providing stage-specific immunomodulation and trophic and mechanical support. During muscle regeneration, Hic1+ derivatives directly contribute to several mesenchymal compartments including Col22a1-expressing cells within the myotendinous junction. Collectively, these findings demonstrate that HIC1 regulates MP quiescence and identifies MP subpopulations with transient and enduring roles in muscle regeneration.

DOI: 10.1016/j.stem.2019.11.004

Source: https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(19)30459-X

相關焦點

  • 上海九院眼科範先群團隊發現環狀RNA促進骨修復新機制,為骨再生...
    近期範先群教授團隊研究發現了與成骨分化密切相關的環狀RNA circRNA-vgll3通過circRNA-vgll3/miR-326-5p/整合素（Itga5）通路顯著促進脂肪間充質幹細胞（ADSCs）的成骨分化。CircRNA -vgll3修飾的ADSCs與磷酸鈣骨水泥（CPC）支架複合在動物標準骨缺損模型中取得顯著療效，這些研究成果將為臨床上治療眼眶骨缺損提供新依據。
  • 學學它們如何再生:渦蟲可全身再生(圖)
    渦蟲被切割成7塊後又各自再生模式動物 可再生的器官或組織渦蟲 全身再生水螅 全身再生斑馬魚 魚鰭、心臟、視網膜、脊髓非洲爪蟾 蝌蚪尾、蝌蚪體肢、視網膜蠑螈 尾巴、體肢、脊髓小鼠 血液、骨骼肌、肝臟、胰腺、外周神經、皮膚、腸道上皮、生殖細胞果蠅 生殖細胞再生，一直以來吸引著無數生物學家、生物醫學工程師以及臨床醫生，還有幾乎每個人。
  • Cell:首次鑑定出再生完整真渦蟲的成體多能性幹細胞
    如今，通過開創性地開發出將基因組學、單細胞分析、流式細胞術和成像結合在一起的技術，這些研究人員分離出這種具有顯著再生能力的細胞---一種得到長期研究的成體多能性幹細胞的一個亞群，而且是在它發揮其出色的再生作用之前分離出來的。
  • 犬脂肪間充質幹細胞及其外泌體修復慶大黴素致犬腎小管上皮細胞損傷
    ：由犬皮下脂肪組織分離得到，是一類具有自我更新潛能、多向分化能力的成體多能幹細胞，它能分泌多種細胞因子、趨化因子以及外泌體等活性物質，具有強大的組織修復作用，在寵物臨床上有很大發展前景。最近研究表明間充質幹細胞及其外泌體在人、大鼠、小鼠腎損傷治療中顯示出良好的效果，但對犬的研究甚少。目的：探討犬脂肪間充質幹細胞及其外泌體對慶大黴素致犬腎小管上皮細胞損傷的影響。
  • 科學家利用單細胞分析揭示蠑螈再生肢體機制
    肢體截肢後，來自截肢平面附近的細胞聚集在一個稱為芽基（blastema）的獨特組織中，芽基起著作為再生新肢體的祖細胞來源的作用。在一種轉基因美西螈品系中，不同的成體細胞類型的後代能夠在再生過程中被標記、追蹤和分離出來，這就為理解特定的細胞譜系在芽基形成和隨後的肢體再生期間是如何發育的提供了機會。
  • 鱷魚尾巴竟然也可以像蜥蜴一樣再生?擁有部分再生能力的能力者!
    這種再生能力稱為appendageregeneration，可以再生出尾巴，這種多樣組織（脊髓，硬骨，軟骨，肌肉，神經，血管，皮膚）交雜在一起的複雜構造。
  • 幹細胞,實現軟骨再生!
    手術治療 這些治療方法效果有限，而且不能阻止關節局部病變的進展，最終發展至關節功能完全喪失時需要行人工關節置換，但置換的關節屬於人工關節，並不能完全代替自身關節。手術治療也面臨著異體排斥、後遺症多等問題。
  • 巨噬細胞集落刺激因子(M-CSF)的功能及受體
    M-CSF定義　　M-CSF，也稱為CSF-1，是一種四-α-螺旋束細胞因子，是巨噬細胞存活、增殖和分化的主要調節因子。　　M-CSF功能　　M-CSF對破骨細胞祖細胞的存活和增殖也是必需的。　　其具有462個胺基酸的外部區域，21個胺基酸的TM結構域和37個胺基酸的細胞質尾部，形成大小為140kDa的共價二聚體。　　不同的處理產生兩種蛋白水解切割的分泌二聚：　　一種是N-和O-糖基化的大小為86kDa的二聚體，而另一種是通過糖基化和硫酸軟骨素蛋白多糖（PG）修飾產生的大小為200kDa的亞基。
  • 一文解讀再生醫學領域的最新重大研究成果!
    我們利用這種自然現象來比較蝌蚪中存在的能夠再生的細胞類型和那些不在能夠再生的細胞類型。"這些研究人員發現幹細胞的再生反應是由表皮（皮膚）細胞的一個亞群協調的，他們稱之為ROC細胞。Aztekin說，"這是一個令人吃驚的過程，值得進一步觀察。在尾巴截肢後，ROC從身體向傷口遷移並分泌一系列生長因子來協調組織前體細胞的反應。
  • 切掉的眼睛還能再生?真渦蟲是一種神奇的生物!
    然而，一些動物能夠對他們的神經系統進行功能再生【4】。因此，在一定程度上，導向機制的缺失限制了神經元模式的再生。真渦蟲（亦或稱渦蟲）（planarian）是屬於渦蟲綱三腸目渦蟲科的一種。此外，美國塔夫斯大學研究人員也發現，真渦蟲不僅在頭被切掉後可以再生一個頭，而且這個再生的頭還含有和被砍掉的頭一樣的記憶【8】。至此，我們不難得出，真渦蟲是一種神奇的生物！它具有超強的再生能力：不僅能再生一個頭，而且新頭還擁有以前的記憶。
  • 斷尾再生,美洲短吻鱷也可以
    美洲短吻鱷是目前已知最大的能斷肢再生的動物。這一發現可以幫助科學家了解這種能力的進化和作用過程，或許有朝一日可以用於人類的再生醫學。兩條尾巴的故事所有動物都有某種程度通過再生修復傷口的能力，但有一定的範圍。比如，哺乳動物可以再生少量皮膚、血管和小神經，但無法再生四肢。
  • 研究發現調節產熱的脂肪細胞亞群
    研究發現調節產熱的脂肪細胞亞群 作者：小柯機器人 發布時間：2020/10/29 15:37:24 瑞士蘇黎世聯邦理工學院Christian Wolfrum和Wenfei Sun研究組合作取得一項新突破。
  • 【學術前沿】斑馬魚胰島β細胞的體內發生和再生
    >摘要：胰島β細胞功能修復和細胞再生是治療糖尿病和高血糖症的重要手段之一。但是目前人胰島β細胞的增殖在體內較難實現。為了更好地理解β細胞再生的正負調控機制，動物模型尤其是斑馬魚成為了我們研究β細胞再生機制的重要材料。美國範德堡大學Wenbiao Chen團隊就當前利用斑馬魚研究β細胞再生的研究進展作一簡單綜述，以饗讀者。 雖然胰島素、胰島素增敏劑、葡萄糖重吸收抑制劑等藥物已經用於糖尿病等的治療，但療效並不理想且還會引起副作用。
  • Science特刊:人體能不能完美修復與再生?
    討論修復與再生是希望能解決年齡帶來的皺紋和脆弱的膝蓋；以及疾病或損傷導致失明，傷口不癒合，心臟功能喪失等等問題。與蠑螈和渦蟲相比，人類與生俱來的再生能力是有限度的。我們會留下疤痕、活動性變差、功能減弱。　　這期特刊介紹了目前活躍的研究領域，以了解修復和再生的機制，著眼於治療的應用。　　活躍的幹細胞群使腸道更新的工作相對迅速。
  • 另人類夢寐以求的斷肢再生功能,卻在動物界很常見
    這種令人夢寐以求的功能，其實在動物界很常見。很多動物在歷代的進化中具備了「絕技」，可以在遇到危險時，瞬間割捨自己身體的一部分，掩護自己逃生；而用不了多久，它的肢體又能長出來。具有斷肢再生功能的動物中，最著名的要數壁虎了。當它遇到強敵或被敵人咬住時，往往一番掙扎後，就自動把尾巴丟掉。而那條離開身體的尾巴還在不停的抖動著，敵人往往被迷惑，去追逐那條沒有生命的尾巴。