Cell：揭秘维持机体组织生长的分子机制

2020年5月7日 讯 /生物谷BIOON/ --在成年人机体组织中，组织和器官中的细胞数量保持不变，任何由细胞分裂所产生的新细胞都需要由其它细胞的损失来补偿，相比之下，在出生后机体的生长过程中，当维持组织功能的同时，机体会产生过量的细胞来保证组织扩张所需，目前研究人员并不清楚确保机体从出生到成年过程中维持机体组织生长的分子机制。

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近日，一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中，来自布鲁塞尔自由大学等机构的科学家们就通过研究揭示了介导出生后机体皮肤组织扩张的分子机制，研究人员通过结合谱系追踪、细胞增殖动力学、单细胞转录组学和数学建模等多学科方法，揭示了出生后机体组织扩张的原则和机制。

通过对出生后皮肤扩张进行形态学分析研究，并结合遗传谱系追踪克隆分析等技术，研究人员发现，小鼠尾部的皮肤从出生到达到成年尺寸过程中扩张了15倍，同时研究者还记录了在出生后机体发育过程中多种单一发育的祖细胞的行为特征。对细胞增殖的测定提示，在出生后的生长过程中，细胞分裂会随着时间延续不断减少；研究者Sophie Dekoninck说道，我们非常惊讶地发现，组织的生长会通过不断获得新细胞来实现，而这些细胞是通过在细胞丢失的及出生进行自我复制来产生的，而且在出生后的机体发育阶段，其还会通过逐渐降低细胞分裂速率来实现。

研究者表示，这种设计原则就允许进行最优化的组织生长，也就意味着，皮肤会呈现强大的线性生长方式，但干细胞和分化细胞的比例会保持恒定不变，从而就能确保皮肤屏障功能的完整性。为了进一步阐明发育祖细胞行为异质性之外的特殊分子机制，研究人员对不同年龄的小鼠机体的皮肤细胞进行了单细胞RNA测序，并分析了其发育祖细胞、成体干细胞和其分化程度更高的细胞后代。

相关研究结果揭示了发育祖细胞的分子特征，其由一种非常均一性的细胞群体组成，其能不断增殖和扩展，而从组织生长到成体生命的转变过程则与干细胞和祖细胞的异质性增加有关，从而就能够塑造成体皮肤细胞的最终架构和功能。本文研究结果也为后期科学家们深入研究奠定了一定的基础，研究者表示，发育祖细胞所经历的细胞分裂的定向与其背后组织中细胞外基质的定向有关，胞外微环境也会影响发育祖细胞的细胞分裂定向，最终就能控制组织的塑造过程。

最后研究者表示，这项研究中，研究人员揭示了介导出生后机体组织扩张的分子机制，同时他们还发现，发育的祖细胞能够通过维持祖细胞和分化细胞之间持续性的密度来控制出生后机体的最优化生长模式，从而就能帮助机体在维持组织功能的同时来允许组织进行和谐地扩张。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Sophie Dekoninck, Edouard Hannezo, Alejandro Sifrim, et al. Defining the Design Principles of Skin Epidermis Postnatal Growth, Cell (2020). DOI: 10.1016/j.cell.2020.03.015