[所屬分類:行業(yè)動(dòng)態(tài)] [發(fā)布時(shí)間:2022-8-9] [發(fā)布人:網(wǎng)站管理員2] [閱讀次數(shù):] [返回]

研究揭示魚類進(jìn)化骨骼發(fā)生的細(xì)胞與分子調(diào)控機(jī)制
作者：林強(qiáng)等 來源：《國家科學(xué)評(píng)論》 
山東拓普生物工程有限公司  http://www.jlkcpj.cn
近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員林強(qiáng)團(tuán)隊(duì)與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院教授高澤霞等合作，基于單細(xì)胞測(cè)序與基因編輯技術(shù)率先揭示了魚類肌間刺形成的關(guān)鍵細(xì)胞群與核心基因runx2b，并系統(tǒng)闡明了調(diào)控魚類骨骼（肌間刺）形成的分子機(jī)制。相關(guān)研究近日發(fā)表于《國家科學(xué)評(píng)論》（National science review）。
魚類作為低等的脊椎動(dòng)物，在漫長的進(jìn)化歷程中伴隨了復(fù)雜的性狀產(chǎn)生與演化，其中，魚類骨骼演化是其形態(tài)多樣性產(chǎn)生的主要原因。在“低等”真骨魚類中存在著一類特有骨骼—肌間刺，它們分布在椎體兩側(cè)肌隔中，起到支撐肌肉的作用，其因魚類物種不同而呈現(xiàn)多種發(fā)生與發(fā)育形式；例如，在鯉形目諸多物種中存在大量的肌間刺，而海龍目、鲀形目等大多數(shù)物種都幾乎沒有肌間刺，如海馬、海龍等海龍科魚類。當(dāng)前，調(diào)控魚類肌間刺形成的關(guān)鍵基因及其調(diào)控機(jī)制仍然不清楚。
在本項(xiàng)研究中，研究人員為明確魚類肌間刺形成的關(guān)鍵細(xì)胞群，首先利用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)（scRNA-seq）明確了野生型斑馬魚肌肉組織（含肌間刺）的細(xì)胞分型特征，篩選到了與肌間刺形成相關(guān)的肌腱祖細(xì)胞、肌腱分化細(xì)胞、成熟肌腱細(xì)胞和成骨細(xì)胞等類群，單細(xì)胞擬時(shí)序分析結(jié)果表明肌間刺是由肌腱祖細(xì)胞分化為肌腱分化細(xì)胞，再分化為成骨細(xì)胞而形成的。
根據(jù)基因在肌腱細(xì)胞分化為成骨細(xì)胞或成熟肌腱細(xì)胞軌跡上的表達(dá)模式，篩選了肌間刺形成的關(guān)鍵基因，并運(yùn)用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)構(gòu)建斑馬魚突變體品系，最終發(fā)現(xiàn)runx2b基因是影響魚類肌間刺發(fā)生的關(guān)鍵基因。同步，單細(xì)胞測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)斑馬魚runx2b基因突變體的肌肉組織（不含肌間刺）中成骨細(xì)胞類群數(shù)碼顯著減少，在個(gè)體和細(xì)胞水平明確了魚類肌間刺形成的分子調(diào)控作用。
相關(guān)研究工作得到國家自然科學(xué)基金杰青項(xiàng)目、中科院基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究計(jì)劃從0到1原始創(chuàng)新項(xiàng)目等項(xiàng)目的支持。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)聶春紅博士、中國科學(xué)院南海海洋研究所博士后萬世明（現(xiàn)任華中農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授）、陳宇龍博士生為該論文共同第一作者，高澤霞教授和林強(qiáng)研究員為共同通訊作者，比利時(shí)根特大學(xué)和巴西莫吉達(dá)斯克魯茲大學(xué)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)室合作完成。（來源：中國科學(xué)報(bào) 朱漢斌）
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1093/nsr/nwac152