在哺乳動物脊髓發育進程中，干細胞通過增殖、遷移與分化，孕育出多樣的神經細胞，進而構建復雜精密的神經環路。而成年后，脊髓神經干細胞特性減弱，難以在脊髓損傷后重現發育過程，導致恢復難度大，使患者終身殘疾。成年靈長類動物脊髓是否存有神經干細胞是領域內長久爭論的問題，特別是成體脊髓室管膜細胞是否具備干細胞特性尚無定論。
中國科學院遺傳與發育生物學研究所戴建武團隊致力于脊髓損傷修復研究，建立了人脊髓發育單細胞轉錄組數據庫和恒河猴脊髓損傷模型單細胞轉錄組數據庫，為解析靈長類脊髓不同細胞的特性奠定了基礎。通過整合發育與損傷單細胞轉錄組數據，該團隊對靈長類和嚙齒類進行跨物種聯合分析，闡述了室管膜細胞和星形膠質細胞隨發育和損傷的動態變化，并通過遺傳譜系示蹤技術對脊髓損傷后這些細胞的命運進行研究，為脊髓損傷機制及再生修復提供了全新視角。
該研究解析了靈長類脊髓中室管膜細胞和星形膠質細胞在發育過程中及損傷后的生物學特性和功能變化。研究顯示，室管膜細胞在靈長類脊髓發育過程中逐步成熟，且其神經前體細胞特性逐漸喪失，僅保留有限的增殖能力。損傷后，室管膜細胞的激活水平較低，未觀察到明顯的增殖或跨譜系分化潛能。同時，靈長類室管膜細胞在損傷后的反應性明顯低于嚙齒類動物，意味著靈長類室管膜細胞的可塑性受到更大限制。相比之下，研究發現，星形膠質細胞在脊髓損傷后表現出顯著的激活能力。單細胞數據和譜系示蹤結果顯示，部分星形膠質亞群細胞能夠在損傷刺激下上調SOX10表達，轉分化為少突膠質細胞，并參與再髓鞘化過程，提示星形膠質細胞可在損傷刺激下向少突膠質細胞譜系轉變。進而，研究通過移植功能性材料來優化損傷微環境，提高了星形膠質細胞向少突膠質細胞轉分化的效率。這表明，材料移植改善了損傷區域的抑制性微環境，為促進髓鞘再生創造了條件。
上述研究揭示了靈長類脊髓室管膜細胞和星形膠質細胞在發育及損傷修復過程中的動態變化，明確了不同類型細胞在譜系命運方面的顯著差異。這一研究為探討靈長類脊髓損傷修復的分子和細胞機制提供了重要依據，尤其對室管膜細胞是否具有干細胞潛能這一問題給出了答案，為脊髓損傷的再生治療提供了新方向。同時，該工作凸顯了發育數據在靈長類脊髓損傷修復機制研究中的關鍵參考價值。
近期，相關研究成果以Characterizing Progenitor Cells in Development and Injured Spinal Cord: Insights from Single-Nucleus Transcriptomics and Lineage Tracing為題，發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。研究工作得到國家自然科學基金和國家重點研發計劃等的支持。
體外與體內實驗證明鞭毛類室管膜細胞缺乏增殖和轉分化的能力
本文鏈接：研究揭示脊髓損傷后室管膜細胞和星形膠質細胞的譜系命運可塑性http://www.sq15.cn/show-12-607-0.html
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