骨髓含有生物工廠，每天抽出數十億新血細胞。維持這種生産的非血細胞也有可能産生骨骼，脂肪和軟骨。這一輸出全部從幹細胞開始，幹細胞能夠分化成各種類型的細胞。

了解控制這種分化的基因以及細胞采取最終分化形式的途徑是一個重要的生物學問題，因為這一過程的失調與病理有關，如肥胖，骨質疏松症，癌症，牙齒脫落和衰老。了解調節細胞分化的機制可以提高對這些疾病的發病機制的理解，并最終導緻新的治療方法。但這種搜索具有挑戰性，因為骨髓是小細胞中複雜的細胞混合物，并且具有很大程度上未知的相互作用和關系。

阿拉巴馬大學伯明翰分校血液學和腫瘤學助理教授羅伯特韋爾納博士領導的研究現在已經為骨髓工廠繪制了不同的骨髓生态位及其分化途徑，從間充質基質細胞和結束了三種類型的細胞 - 脂肪細胞，制骨細胞和軟骨細胞。這些細胞分别稱為脂肪細胞，成骨細胞和軟骨細胞。這種非造血細胞系是從骨髓造血系統，使紅色另一生産線不同的血細胞，血液凝血細胞和免疫系統的細胞。

UAB，哈佛醫學院和波士頓Beth Deaconess醫療中心的Welner及其同事在Cell Reports上發表了他們的研究結果。他們的主要研究工具是單細胞RNA測序，其鑒定來自非造血系統的2,847個個體骨髓細胞中的基因的mRNA轉錄物。通過對這些RNA進行測序，研究人員可以分辨哪些基因在分化途徑的不同步驟中被打開或關閉。

“生成的單細胞RNA測序基因表達譜可以實時描述與骨髓微環境中命運選擇相關的動态過程，”Welner說，他也是UAB奧尼爾綜合癌症中心的副科學家。 。“我們的研究為更好地理解調節骨髓微環境細胞分化的轉錄網絡提供了一個前景。”

一個主要發現是從間充質幹細胞或間充質幹細胞開始，以前脂肪細胞，前成骨細胞和軟骨細胞結束，在簡單的分支分化層次中對三種不同途徑進行詳細表征。總之，他們在兩個分支途徑中鑒定了七種不同的細胞狀态。一個分支是MSC到脂肪細胞祖細胞到前脂肪細胞。另一種是從MSCs到成骨細胞/軟骨細胞祖細胞到成骨細胞/軟骨細胞，最後分裂成成骨細胞或軟骨細胞。

對于這些獨特的亞群中的每一個，他們确定了基因特征，并且他們證明了幾種轉錄因子 - 基因控制蛋白如何改變從DNA到mRNA的轉錄速率 - 影響特定骨髓譜系的命運決定。研究人員創建的數據集及其使用的分析工具是公開的，可作為研究基質細胞分化的未來研究的資源。

Welner說，研究中的一個重要控制因素是在所有單細胞RNA測序研究中應該使用的，是驗證研究。這些包括命運标記的記者和先前報道的控制骨和脂肪分化的轉錄因子的敲低。這些敲除研究使研究人員能夠通過單細胞RNA測序分析細胞培養物中鑒定其譜系的分化潛力。Welner及其同事的驗證研究均支持其單細胞RNA測序的結果。#清風計劃#

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