促進胰島細胞增殖以恢復功能性β細胞數量,是糖尿病治療的核心目標之一。近日,中國科學院分子細胞科學卓越創新中心等,鑒定出跨物種保守的胰島增殖細胞表面標志物CD168,并繪制出β細胞成熟過程中表觀基因組重構和轉錄調控網絡動態變化。
研究鑒定出CD168(基因編碼Hmmr)作為表面標志分子特異性富集胰島的增殖細胞。單細胞轉錄組測序分析顯示,CD168+細胞具有高增殖活性和低胰島素表達特性。流式細胞術和免疫熒光染色證實,CD168+細胞在成年小鼠胰島細胞中占比約為0.5%,且與增殖標志物Ki67高度共定位,處于細胞周期的G2/M階段。CD168具有跨物種保守性,在人類胰島和胰腺神經內分泌腫瘤的增殖細胞中特異高表達。
為剖析CD168+細胞的分化命運,研究構建了新的CD168CreERT2譜系示蹤小鼠模型,通過無差別示蹤胰島增殖細胞,揭示了CD168標記胰島中多種分裂細胞類型。在標記后數小時內,CD168+細胞分裂形成雙細胞克隆。其中,87.4%的克隆為單β細胞譜系,少量單α、單δ和單PP細胞譜系,另有4.9%為多潛能譜系。CD168CreERT2譜系示蹤實驗顯示,CD168標記分子有跨組織普適性,在小腸、肝臟、睪丸、毛囊等組織器官中均標記增殖細胞。
CD168CreERT2譜系示蹤展示了胰島不成熟β細胞分化為成熟β細胞的過程。研究結合RNAseq、ATACseq多組學分析,繪制出β細胞漸進性表觀基因組重構和轉錄調控網絡動態變化的成熟軌跡。
研究發現了CD168為增殖胰島細胞的表面標志分子,并建立了相關的示蹤小鼠模型,為理解胰島細胞增殖與β細胞成熟機制提供了新的知識和工具,并為針對胰島細胞增殖機制開發有效的糖尿病再生療法奠定了理論基礎。
相關研究成果在線發表在《先進科學》(Advanced Science)上。研究工作得到科學技術部、國家自然科學基金委員會、中國科學院的支持。
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