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28968058wj新蟲 (小有名氣)
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蔡車國團隊揭示巨噬細胞調(diào)控乳腺干細胞活性和乳腺發(fā)育的分子機制
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乳腺具有獨特的出生后發(fā)育特點，并且其發(fā)育處于高度動態(tài)變化的進程中。乳腺干細胞正常的自我更新和分化是維持乳腺出生后高度動態(tài)發(fā)育的基礎(chǔ)，該過程受到微環(huán)境中細胞和分子信號的精確時空調(diào)控。巨噬細胞是乳腺微環(huán)境中分布最廣泛的免疫細胞，在乳腺發(fā)育和乳腺干細胞命運決定的調(diào)控中發(fā)揮著不可替代的作用，但巨噬細胞調(diào)控乳腺干細胞命運和乳腺上皮穩(wěn)態(tài)的分子機制仍不甚清楚。 2023年5月2日，武漢大學(xué)醫(yī)學(xué)研究院、免疫與代謝前沿科學(xué)中心、武漢大學(xué)中南醫(yī)院的蔡車國教授團隊在自然出版集團旗下期刊npj Regenerative Medicine在線發(fā)表了題為 “Macrophages maintain mammary stem cell activity and mammary homeostasis via TNF-α-PI3K-Cdk1/Cyclin B1 axis”（原文鏈接： https://www.nature.com/articles/s41536-023-00296-1）的研究論文。該研究利用小鼠模型和類器官模型，通過單細胞測序以及體內(nèi)外功能研究，考察了巨噬細胞調(diào)控乳腺干細胞命運和乳腺上皮穩(wěn)態(tài)的作用，并對其相關(guān)分子機制進行了探索。 作者首先構(gòu)建了小鼠巨噬細胞清除的模型，并結(jié)合單細胞測序、流式細胞分析以及乳腺移植重建實驗，發(fā)現(xiàn)清除巨噬細胞以后，乳腺干細胞的增殖和自我更新能力下降，但向ER和PR表達的管腔細胞（luminal）分化能力增加。隨后，為了更直接地考察巨噬細胞對乳腺干細胞的調(diào)控作用，作者運用3D類器官培養(yǎng)技術(shù)，在體外構(gòu)建了巨噬細胞與乳腺干細胞共培養(yǎng)的體系。在該體系中，作者發(fā)現(xiàn)與巨噬細胞共培養(yǎng)能使乳腺干細胞在體外形成形似乳腺導(dǎo)管的、具有出芽結(jié)構(gòu)的乳腺類器官。有意思的是，該體系下形成的乳腺類器官具備良好的激素應(yīng)答能力，在催乳素的刺激下展示出分泌乳汁的功能；同時在移植實驗中，乳腺類器官表現(xiàn)出更強的乳腺再生能力。該研究結(jié)果說明巨噬細胞不僅能夠促進乳腺干細胞的增殖，亦可以維持其有序的自我更新和分化潛能。 作者進一步解析了巨噬細胞調(diào)控乳腺干細胞活性的分子機制。通過轉(zhuǎn)錄組測序和生物信息學(xué)分析，結(jié)合體內(nèi)外功能驗證，作者證實巨噬細胞通過分泌TNF-α調(diào)控乳腺干細胞的功能，使用TNF-α細胞因子處理乳腺干細胞能夠重現(xiàn)與巨噬細胞共培養(yǎng)產(chǎn)生的效應(yīng)。最后，作者通過整合分析轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和功能研究，揭示了巨噬細胞分泌TNF-α并激活細胞內(nèi)的PI3K-Cdk1/Cyclin B1信號從而調(diào)控乳腺干細胞活性的分子機制。 巨噬細胞共培養(yǎng)形成的乳腺類器官免疫熒光染色代表性圖片。上邊為confocal z-stack成像后效果圖，下邊為其中的第二層 綜上所述，利用建立的體外共培養(yǎng)體系，該研究發(fā)現(xiàn)了巨噬細胞在調(diào)控乳腺干細胞命運決定和乳腺上皮穩(wěn)態(tài)中的作用，闡明了巨噬細胞通過TNF-α-PI3K-Cdk1/Cyclin B1信號軸調(diào)控乳腺干細胞命運決定的細胞內(nèi)分子機制。為了解微環(huán)境中免疫細胞對乳腺干細胞的調(diào)控作用提供了新的視角，也為在體外構(gòu)建具備免疫微環(huán)境的類器官模型提供了實驗基礎(chǔ)和理論依據(jù)。 |
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