科學家應用單細胞分析發(fā)現小腸干細胞分化的過渡態(tài)

對小腸LGR5+細胞進行單細胞分析發(fā)現兩個不同細胞群體

兩群細胞都表達干細胞相關基因，但是只有一群能夠激活終末細胞標記物的表達

處于多譜系始發(fā)態(tài)的LGR5+細胞表達雙潛能祖細胞的特征

利用生物信息學工具揭示了這些祖細胞均來自LGR5+小腸干細胞

近日，來自美國哈佛大學醫(yī)學院的研究人員在國際學術期刊Cell Reports上發(fā)表了一項*新研究進展，他們利用單細胞分析技術發(fā)現Lgr5+小腸干細胞來源的祖細胞實際上包含了兩個不同的細胞群體，進一步揭示了小腸干細胞分化過程的*早期步驟。

位于每個小腸腸窩底部的LGR5+小腸干細胞是維持干細胞和小腸上皮細胞自我更新的動力，之前有研究發(fā)現干細胞在分化形成具有成熟功能的終末細胞之前會經歷短暫擴充祖細胞（transit-amplifying progenitors）階段，這些小腸雙潛能祖細胞會單向分化形成具有吸收功能的細胞或具有分泌功能的細胞。

之前還有研究發(fā)現在血液中造血祖細胞會在定向形成不同血細胞類型之前激活特異性表達在子譜系（daughter lineage）細胞中的一些基因，這一現象也叫做多譜系始發(fā)（multilineage priming）。研究人員對于小腸干細胞的分化是否也經歷類似階段十分感興趣。

為了確定小腸干細胞分化的早期轉變特征，研究人員使用一種微流體學方法檢測了單個LGR5+細胞的干性基因和譜系特異性基因的轉錄。結果發(fā)現了兩個不同的細胞群體，其中一群表達已知的小腸干細胞標記物，另外一個較大的細胞群同時表達干性標記物和成熟細胞的標記物。

研究人員也在動物模型體內通過單分子mRNA原位雜交和**熒光技術證實了LGR5+細胞中一個亞群存在譜系特異性基因的表達。基因轉錄網絡分析進一步揭示其中一個LGR5+細胞群不僅來自另外一群細胞，還表現出預期的雙潛能祖細胞的特征，包括Notch配體激活和細胞周期抑制因子的激活。

該研究確定了小腸干細胞分化的*早期步驟，同時發(fā)現多譜系基因始發(fā)態(tài)現象也存在于小腸干細胞，是小腸干細胞分化過程的一個基礎性特征。

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