登录
 机构网站
  1. 首页
  2. 情报产品
  3. 快讯详情

《Nature | 气道丘疹是独特的可塑性干细胞的抗损伤库》

  • 编译者： 李康音
  • 发布时间：2024-05-06

  • 2024年5月1日，麻省总医院等机构的研究人员在期刊Nature上发表了题为Airway hillocks are injury-resistant reservoirs of unique plastic stem cells的文章。

    气道丘疹是一种功能不明的分层上皮结构。丘疹可持续数月之久，其基底干细胞群体独特，可表达与屏障功能和细胞粘附相关的基因。丘疹基底干细胞不断补充上覆的鳞状屏障细胞。它们的更替率显著高于大量的、基本处于静止状态的经典假上皮。由于丘疹鳞状细胞能保护下层丘疹基底干细胞免受损伤，因此丘疹能抵御各种损伤，包括毒素、感染、酸和物理损伤。丘疹基底干细胞能够进行大规模克隆扩增，足以重新覆盖被破坏的气道，并最终再生出正常的气道上皮细胞，包括其六种组成细胞类型中的每一种。希洛克基底干细胞在视黄酸信号抑制的情况下优先分层和角质化，视黄酸信号抑制是鳞状化生的已知原因。

    该研究发现小鼠丘疹扩展是维生素 A 缺乏诱发鳞状化生的原因。最后，研究人员确定了人类丘疹，其基底干细胞可在培养中生成功能性鳞状上皮屏障结构。丘疹的存在重塑了我们对气道上皮再生的认识。此外，研究人员还发现丘疹是 "鳞状化生 "的起源之一，而 "鳞状化生 "一直被认为是肺癌的前兆。

113浏览量
原文链接
相关报告

  • 《Science | 维生素A决定细胞谱系可塑性以协调干细胞谱系的选择》
    • 来源专题：战略生物资源
    • 编译者：李康音
    • 发布时间：2024-03-13
    • 2024年3月8日，洛克菲勒大学Elaine Fuchs教授和Matthew T. Tierney博士后等人，在国际顶尖学术期刊Science上发表了题为Vitamin A resolves lineage plasticity to orchestrate stem cell lineage choices的研究论文。 细胞谱系可塑性是指新的和先前谱系的细胞标识转录因子的双重表达，并且是赋予干细胞命运灵活性的伤口诱导应激途径的典型特征。在健康组织中，干细胞最终要么返回其先前由环境定义的轨迹，要么在进入不同微环境时经历命运变化。了解细胞谱系可塑性是如何解决的很重要，因为使其持续的条件可能导致慢性伤口状态或肿瘤发生。 该研究发现，全反式维A酸（atRA）作为一种维生素A代谢物，对于恢复它们在培养中的生理身份至关重要。他们还发现atRA使培养的毛囊干细胞能够与WNT和BMP信号合作，有效地协调形成毛囊所需的不同谱系。此外，遗传、饮食和局部干预均证实了atRA在平衡干细胞对表皮修复和毛发再生中的贡献方面的功效。最重要的是，他们证明了atRA水平必须下降，毛囊干细胞才能参与伤口修复。这些研究结果提供了关于维持干细胞谱系特异性的机制的新见解，并为利用atRA平衡干细胞在表皮修复和毛发再生中的作用提供了潜在途径。 擦伤时，皮肤干细胞会紧急出击，生长新的表皮来覆盖伤口。但是，最终修复伤口的干细胞中只有一部分通常专门用于补充保护身体的表皮。其他的是前毛囊干细胞，通常促进毛发生长，但会响应更紧急的需求，将自己变成表皮干细胞，加强本地的修复工作。为了做到这一点，这些毛囊干细胞首先进入一种柔韧的状态，即谱系可塑性状态。在这种状态下，它们暂时表达了两种类型干细胞的转录因子，即毛发和表皮。为了更好地理解人体如何调节这一过程，Elaine Fuchs教授和她的团队在模拟创伤状态下，筛选小分子化合物，以确定它们解决培养小鼠毛囊干细胞谱系可塑性的能力。他们惊讶地发现，维生素A的生物活性形式——全反式维A酸（atRA）——对这些干细胞退出谱系可塑性，然后被引导分化为毛发细胞或表皮细胞在体外起到了至关重要的作用。atRA是维生素A代谢产物，对恢复小鼠毛囊干细胞在培养中的生理特性至关重要。这些相同的效应在小鼠皮肤内也得以重现，在那里atRA作为干细胞微环境的一个组成部分被局部产生，并且需要维持谱系特异性。通过将转录组和染色质组学数据与维A酸活化的核维A酸受体-DNA相互作用相结合，他们确定了影响这一结果的靶标。 有趣的是，维A酸并不是独自发挥作用的：atRA使培养的毛囊干细胞能够与WNT（Wingless相关整合位点）和BMP（骨形成蛋白）信号共同有效地编排形成毛囊所需的不同谱系。这种培养平台准确地模拟了干细胞特有的一系列行为，包括从静止到活跃的自我更新的转变，以及它们沿着有序路线定向到分化命运。最后，他们利用实验室小鼠作为模型系统研究atRA在伤口愈合过程中的影响，他们发现遗传、饮食和局部干预都证实了atRA在平衡干细胞对表皮修复和毛发再生的贡献中的作用。然而，事情并不止于此。他们还证明了atRA的可用性与谱系可塑性呈负相关，在修复早期短暂减少以允许干细胞在伤口床中进行“身份转换”，然后在屏障重新形成后恢复以促进毛发再生。
    525浏览量
    原文链接

  • 《Nature | 解析慢性肝病上皮可塑性》
    • 编译者：李康音
    • 发布时间：2024-05-26
    • 2024年5月22日，剑桥大学Ludovic Vallier、Irina Mohorianu、Michael Allison共同通讯在Nature发表题为Acquisition of epithelial plasticity in human chronic liver disease的文章，采用尖端的单核RNA测序（single-nucleus RNA sequencing, snRNA-seq）来剖析代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）中上皮可塑性的细胞动力学和分子机制。 作者开发了一种从纤维化肝活检中分离高质量细胞核的方案，使他们能够捕捉不同MASLD阶段的细胞景观的全面快照。他们的分析揭示了肝脏结构的深刻变化，包括肝细胞分带（hepatocyte zonation）的丧失、胆管树（biliary tree）的广泛重塑，以及共表达肝细胞和胆管细胞标志物的细胞的出现——这是上皮可塑性的标志。值得注意的是，作者发现这种可塑性的获得是一个渐进的过程，最终导致终末期MASLD中出现真正的双表型细胞。有趣的是，这些细胞并非来源于干细胞或去分化事件，而是通过肝细胞和胆管细胞之间的转分化（transdifferentiation）产生的。作者将他们的单细胞数据与3D成像技术完美地结合在一起，揭示了这些表型细胞在重塑的胆管树中的空间结构。 该研究的关键发现之一是识别了与转分化过程相关的特定因素，如SOX4、KRT23、KLF4和NCAM1。作者证明了其中一些因子在增殖的双表型细胞中表达，这表明可塑性和细胞分裂之间存在潜在联系。作者认为PI3K–AKT–mTOR通路是胆管细胞向肝细胞转分化的关键调节因子。使用肝内胆管上皮细胞类器官作为模型系统，他们表明，对该途径的抑制阻碍了肝细胞标志物的形成，而激活则促进此过程。考虑到胰岛素抵抗和MASLD进展之间的已知关联，这一发现表明胰岛素信号传导和上皮可塑性的诱导之间存在着未知的联系。 总之，此工作揭示了慢性肝病的一个先前未被充分重视的方面。通过揭示上皮可塑性的细胞和分子基础，这项研究不仅推进了我们对肝脏生物学的基本理解，而且为针对慢性肝病以及其他进行性疾病的这一过程的潜在治疗干预铺平了道路。
    171浏览量
    原文链接