浙江大学Science子刊：单细胞研究促生肌腱干细胞生物学新见解

　　

    近日，Science旗下子刊《Science Advances》在线发表了浙江大学李达三•叶耀珍干细胞与再生医学研究中心欧阳宏伟教授课题组题为“Single-cell analysis reveals a nestin+ tendon stem/progenitor cell population with strong tenogenic potentiality”的最新研究论文。
 
    该研究利用单细胞基因分析技术解析肌腱细胞亚群，在肌腱细胞群中鉴定了一个nestin+肌腱干/祖细胞（TSPCs）亚群并在体内外证实nestin对于肌腱干细胞的表型维持及分化决定中的重要作用。
 
    目前对于肌腱干细胞的认知定义局限于来源于肌腱具有类似与间充质干细胞的多项分化能力，尚无特异识别标志和亚群界定。单细胞基因分析技术突破了传统群体细胞研究平均化的局限，将其利用于肌腱细胞的亚群解析，显示了nestin在肌腱干/祖细胞的一个亚群中富集，这激发研究人员进一步研究在肌腱分化和损伤修复过程中nestin在肌腱干细胞中的表达和功能作用。
 
    研究人员通过对Gene Expression Omnibus (GEO)数据集分析发现，在发育过程中的特定分化阶段以及在肌腱形成起始阶段，nestin阳性的TSPCs数量较多；通过免疫荧光和Nestin-GFP小鼠进一步证实其在发育和成熟肌腱组织中的定位，并发现其参与肌腱损伤时的修复。进而在体内外证实Nestin对于肌腱干细胞腱系分化决定中的关键作用。  

这些研究结果提供了关于肌腱干细胞生物学的新见解，并可能在未来有助于肌腱损伤的细胞治疗。
 
    该研究中利用Fluidigm C1 Single-Cell AutoPrep System分离制备肌腱单细胞转录本样本，然后采用Fluidigm Biomark HD系统及96.96 Dynamic Array芯片进行单细胞基因表达谱分析，解析得到肌腱细胞的3个主要亚群信息。
备注: 1.“Biomark HD”加入超链接: http://cn.fluidigm.com/products/biomark-hd-system
     2. “96.96 Dynamic Array”加入超链接: http://cn.fluidigm.com/ifcs

    此项工作第一作者为茵梓博士，干细胞与再生医学研究中心的欧阳宏伟教授和陈晓副教授，是本文共同通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金重点项目和浙江省杰出青年基金的联合资助。

参考文献：
Single-cell analysis reveals a nestin+ tendon stem/progenitor cell population with strong tenogenic potentiality
Abstract: The repair of injured tendons remains a formidable clinical challenge because of our limited understanding of tendon stem cells and the regulation of tenogenesis. With single-cell analysis to characterize the gene expression profiles of individual cells isolated from tendon tissue, a subpopulation of nestin+ tendon stem/progenitor cells (TSPCs) was identified within the tendon cell population. Using Gene Expression Omnibus datasets and immunofluorescence assays, we found that nestin expression was activated at specific stages of tendon development. Moreover, isolated nestin+ TSPCs exhibited superior tenogenic capacity compared to nestin− TSPCs. Knockdown of nestin expression in TSPCs suppressed their clonogenic capacity and reduced their tenogenic potential significantly both in vitro and in vivo. Hence, these findings provide new insights into the identification of subpopulations of TSPCs and illustrate the crucial roles of nestin in TSPC fate decisions and phenotype maintenance, which may assist in future therapeutic strategies to treat tendon disease.

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