RXFP2阳性间充质干细胞通过Wnt信号和M2巨噬细胞调控鹿茸 postnatal发育的分子机制

本研究针对哺乳动物 postnatal（出生后）次级性征发育的分子机制这一科学问题，以鹿茸这一具有独特再生能力的模型，首次鉴定出鹿生茸区骨膜（AP）中特异性表达的RXFP2+间充质干细胞（APMCs），揭示其通过经典Wnt信号通路（LRP6依赖）和IL-34-CSF1R介导的M2巨噬细胞招募机制驱动鹿茸发育，同时发现该细胞群具有HOX基因低表达的特征性发育可塑性。研究成果为理解哺乳动物器官再生和性征发育提供了新视角，发表于《Communications Biology》。

　　

鹿茸作为哺乳动物中唯一能完全再生的骨质附属器官，其postnatal发育机制一直是发育生物学领域的未解之谜。不同于大多数次级性征在青春期由微小原型扩增而成，鹿茸直接从生茸区骨膜（AP）这种简单的双层组织发育为复杂器官。更奇特的是，雌性鹿虽不自然长角，其AP组织在雄激素刺激下同样具备成茸潜力。这些特性使鹿茸成为研究器官再生和性征发育的绝佳模型，但其核心细胞群和分子机制尚未阐明。

长春科技大学等单位的研究人员通过多组学分析结合功能实验，首次在鹿AP组织中鉴定出RXFP2阳性间充质干细胞（RXFP2⁺ APMCs），揭示其通过Wnt/β-catenin信号和免疫微环境调控驱动鹿茸发育的分子机制。该成果发表于《Communications Biology》，为理解哺乳动物器官再生提供了新范式。

研究采用单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析雄/雌鹿AP、面部骨膜（FP）和长骨骨膜（LP）的细胞异质性；通过流式分选和CRISPR-Cas9基因编辑获得RXFP2⁺ APMCs纯化群体及LRP6敲除细胞；利用裸鼠异种成茸模型结合CSF1R抑制剂验证M2巨噬细胞功能；通过跨物种转录组比较分析RXFP2表达保守性。

RXFP2⁺细胞仅在雄雌鹿AP中特异性存在
比较转录组显示RXFP2在雄/雌鹿AP中特异性高表达（较FP高5.2倍），且仅存在于有角鹿种（马鹿、驯鹿），而在无角水鹿AP中缺失。单细胞聚类发现RXFP2⁺细胞仅存在于AP的THY1⁺ C1亚群，而传统标记基因PRRX1在各类骨膜中普遍表达。RNA速率分析证实RXFP2⁺ APMCs向鹿茸祖细胞（APPCs）分化轨迹。

RXFP2⁺ APMCs激活依赖经典Wnt信号
转录组分析发现Wnt抑制因子（SFRP2/4、DKK2/3）在RXFP2⁺ APMCs中高表达，分化后显著下调。功能实验显示LRP6敲除使细胞增殖率降低43%（p<0.0001），成骨分化能力减弱（阿尔新蓝染色减少68%），基因表达谱回归至RXFP2^-状态。

M2巨噬细胞通过IL34-CSF1R轴参与激活
CellChat分析发现RXFP2⁺ APMCs特异性高表达IL-34（巨噬细胞趋化因子）。实验证实AP中M2巨噬细胞占比达15.7%（FP仅4.2%），且CSF1R表达显著升高。裸鼠模型中CSF1R抑制剂完全阻断异种鹿茸软骨形成（重量下降81%，p<0.0001）。

RXFP2⁺ APMCs具有HOX基因低表达特征
跨物种比较显示RXFP2⁺ APMCs的HOXD3/4/8表达量仅为骨髓间充质干细胞（BMSCs）的1/5，且缺乏HOXA/C家族表达。与中胚层来源的BMSCs相比，这类颅神经嵴细胞（CNCC）来源的干细胞高表达TWIST1（7.8倍）但几乎不表达脂肪标记基因（CEBPA等）。

该研究首次建立"雄激素-RXFP2-Wnt/M2巨噬细胞"调控网络模型，揭示鹿茸发育的核心细胞群体及其微环境对话机制。发现RXFP2⁺ APMCs兼具CNCC来源的发育可塑性和Wnt信号高敏感性，为再生医学提供新型细胞来源参考。研究还提出次级性征发育的"种子-土壤"新假说：RXFP2⁺细胞作为发育种子，需在Wnt信号解除抑制和M2巨噬细胞构成的微环境土壤中激活。这些发现不仅解释鹿茸发育的独特性，也为理解哺乳动物器官再生与性征进化提供重要线索。