肌肉骨骼系統干細胞或將參與肢體內源性修復過程

　　圖. 具有軟/硬組織分化潛能的Scx+Hoxd13+肌肉骨骼系統干細胞

　　在國家自然科學基金項目（批準號：31830029、81871764、81772418）等資助下，浙江大學歐陽宏偉教授和陳曉教授團隊合作，利用單細胞轉錄組測序技術在小鼠上發現了全新的肌肉骨骼系統干細胞亞群，并證實其參與骨、軟骨、肌腱和肌肉等多種組織的發生、發育及損傷后再生修復過程。研究成果以“肌肉骨骼系統干細胞軟硬組織分化圖譜（Atlas of Musculoskeletal Stem Cells with The Soft and Hard Tissue Differentiation Architecture）”為題，于2020年10月22日在線發表在《先進科學》（Advanced Science）上。

　　肌肉骨骼系統是人體支撐和運動的基石。隨著近年來人們健康意識的不斷增強與健身運動的廣泛普及，肌肉骨骼系統的傷病也日益增加。一些難愈性運動損傷，如關節軟骨缺損、肌腱斷裂、骨折不愈合等，嚴重影響著人們的生活質量，但目前仍缺乏有效的治療手段。干細胞是具有自我更新能力的多能細胞，能夠向機體組織中各個譜系分化，是損傷后組織再生修復的重要細胞類型。

　　研究團隊運用高通量單細胞轉錄組測序技術，獲得了小鼠從肢芽發生到肌肉骨骼系統各組織基本成型的肢體發育過程中不同時間點的細胞動態轉錄特征，擬時間分析發現，肢體發育早期存在著Scx⁺Hoxd13⁺肌肉骨骼系統干細胞亞群，并在發育后期形成了明顯的對應硬、軟結締組織分化的分支路徑。他們進一步結合自主研發的多樣本轉錄組測序技術和組織學分析，比較了Scx敲除和野生型小鼠全身16種組織或器官的表達譜與組織學形態，發現Scx敲除顯著影響了肌肉骨骼系統各組織的基因表達和形態結構。此外，通過譜系追蹤和譜系清除實驗，證實Scx⁺細胞亞群參與了肌肉骨骼系統多種組織的發育和損傷后再生修復過程，并在內源性修復過程中起著重要作用。

　　該研究發現了全新的Scx⁺Hoxd13⁺肌肉骨骼系統干細胞亞群，并證實其在肢體發育和再生修復中起著重要作用，為系統解碼肢體發育與再生奠定了前期基礎，也為未來肌肉骨骼系統的組織工程構建提供了潛在的細胞來源和調控策略。