《Molecular Medicine》：Runx2 drives Schwann cells repair phenotype switch through chromatin remodeling and Sox2 activation after nerve injury
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为探究 Runx2 影响修复型施万细胞（SCs）表型转换的表观遗传机制，研究发现 Runx2 可促进 SCs 表型转换，对神经再生研究意义重大。
在现代医学中，周围神经损伤后的再生一直是个棘手的难题。施万细胞（Schwann cells，SCs）在这个过程中扮演着极为关键的角色，它们就像一群勤劳的 “修复工”，其功能状态会随着神经的损伤和修复而动态变化。众多转录因子参与调控 SCs 的状态，比如转录因子 c-Jun 激活后，能像总指挥一样调控沃勒变性（Wallerian degeneration）的多个方面 ，还能通过与 Runx2 的增强子序列结合，诱导其表达上调。Runx2 属于 Runt 相关转录因子家族，在肿瘤发生、骨和软骨发育等过程中都有重要作用，在周围神经再生和 SCs 调控方面也意义非凡。然而，目前关于 Runx2 在周围神经中作用的机制研究还比较匮乏。
为了深入了解 Runx2 影响 SCs 的具体机制，中山大学的研究人员开展了一系列研究。他们的研究成果发表在《Molecular Medicine》上，为周围神经再生的研究提供了新的思路和理论依据。
研究人员采用了多种关键技术方法。在动物实验方面，建立了坐骨神经挤压损伤模型，选取健康成年 SD 大鼠，对其进行手术处理，模拟神经损伤的真实情况 。在细胞实验方面，从新生 SD 大鼠的坐骨神经中提取并培养 SCs。同时，通过构建 Runx2 siRNA 片段和 Runx2 过表达质粒，来调控 Runx2 的表达水平。此外，还运用了单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）、染色质转座酶可及性测序（ATAC-seq）、组蛋白和转录因子的 CUT&Tag 测序等多组学技术，对 SCs 进行全面分析。
研究结果如下：
- Runx2 在神经损伤早期的表达变化：qPCR 分析发现，在神经损伤后的早期，损伤部位近端的 Runx2 表达在第 4 天显著升高，之后有所下降；而远端的 Runx2 表达则持续上升，直至第 7 天仍保持较高水平。通过对单细胞测序数据的分析，发现 Runx2 在损伤后 3 天到 12 天显著增加，在树突状细胞（DC）、SCs、成纤维细胞等细胞群体中高表达，尤其在 SCs 中的表达变化明显。
- Runx2 对 SCs 分化的影响：通过对 SCs 亚型的分析，发现正常神经中主要是髓鞘形成 SCs 和 Remak SCs，而损伤后出现了 He SCs、Zhu SCs 和 HZ SCs 等新的亚型。伪时间分析表明，损伤早期髓鞘形成 SCs 逐渐减少，分化为 Zhu SCs 和 He SCs 等修复型 SCs，到 60 天时，SCs 亚型比例逐渐恢复到正常水平。Runx2 主要在 Zhu、He 和 HZ 细胞中表达，且其表达变化与 SCs 的分化进程相关。
- Runx2 对 SCs 生物学功能的影响：体外实验中，干扰 Runx2 表达后，SCs 的增殖能力下降；过表达 Runx2 则使 SCs 形态发生改变，细胞变得更大更平，增殖能力显著降低，凋亡细胞数量增加，但与对照组相比差异不显著。将过表达 Runx2 的 SCs 与背根神经节（DRGs）共培养，发现其对轴突生长长度没有显著影响。
- Runx2 影响 SCs 可塑性的机制：mRNA 测序和 ATAC-seq 分析发现，过表达 Runx2 会导致 2662 个基因差异表达，其中 1317 个基因上调，1345 个基因下调。这些差异表达基因与 SCs 的分化、髓鞘形成等过程相关。ATAC-seq 还发现，Runx2 上调后，5396 个区域峰值表达增加，765 个区域峰值减弱或消失，且 Runx2 能结合到开放峰值区域的 23.23%，影响下游基因表达。
- Runx2 的自我调控机制：综合分析发现，Runx2 自身位于转录激活区域（A-A），通过双荧光素酶报告实验验证，Runx2 能结合到自身转录峰值区域，尤其是 E1 区域，形成正反馈调节，促进自身表达。
- Runx2 与其他转录因子的相互作用：CUT&Tag 分析表明，Runx2 过表达会影响其他转录因子如 c-Jun、C/EBP-β 和 CTCF 的结合，改变染色质状态和转录元件的构建。在 R-A 和 S-A 亚类基因中，发现了一些与 Runx2 相互作用的基因，如 Tfap2b、Pcdh17 等，这些基因参与了细胞的多种生物学过程。
- Runx2 对 Sox2 的激活作用：研究发现，Runx2 过表达能激活 Sox2 等转录因子，通过对 Sox2 过表达的 SCs 的转录组数据分析，发现 Sox2 和 Runx2 的表达均显著增加，且上调的差异表达基因主要富集在神经胶质细胞分化、神经发生等相关通路，PI3K-AKT 通路在其中发挥重要作用。
研究结论和讨论部分指出，SCs 在神经损伤后会在 Runx2 的影响下，依次分化为 Zhu SCs 和 He SCs，参与神经修复过程。Runx2 作为先锋转录因子，通过改变染色质可及性和组蛋白修饰状态，激活并招募下游干性因子如 Sox2，协同促进 SCs 的表型转换和神经再生。这项研究不仅丰富了周围神经再生的理论框架，还为神经组织工程的遗传修饰提供了新的思路，有望实现对周围神经再生过程的精准控制，推动相关临床应用的发展。
