近日，中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心發(fā)現(xiàn)在骨外膜纖維層中駐留著一群特異性表達(dá)Angptl7的靜息態(tài)骨骼干細(xì)胞亞群。這群細(xì)胞在出生后的骨骼發(fā)育及維持中幾乎不發(fā)揮直接成骨作用，但在響應(yīng)骨折損傷后迅速激活，并通過(guò)軟骨內(nèi)成骨途徑介導(dǎo)骨再生。

　　研究人員借助單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)，揭示了骨外膜骨骼干/祖細(xì)胞的異質(zhì)性，并發(fā)現(xiàn)其存在兩個(gè)亞群——一群特異性高表達(dá)Angptl7和Cdkn1c、一群高表達(dá)Postn和Sp7。研究通過(guò)對(duì)這兩群細(xì)胞的差異基因富集分析發(fā)現(xiàn)，Angptl7+細(xì)胞更高表達(dá)干細(xì)胞維持相關(guān)基因，而Postn+細(xì)胞更高表達(dá)成骨分化、骨形成相關(guān)基因。因此，研究推測(cè)，Postn+細(xì)胞是負(fù)責(zé)穩(wěn)態(tài)骨維持的細(xì)胞類群，而Angptl7+細(xì)胞的功能及命運(yùn)則引起科研人員的關(guān)注。

　　為了檢測(cè)Angptl7+細(xì)胞在骨骼上的分布及命運(yùn)轉(zhuǎn)歸，研究構(gòu)建了Angptl7-mScarlet實(shí)時(shí)熒光報(bào)告小鼠、Angptl7-CreER;Rosa26-Ai9誘導(dǎo)型譜系示蹤小鼠。兩種小鼠模型表明，Angptl7+細(xì)胞特異性定位于骨外膜纖維層，不存在于皮質(zhì)骨、骨小梁、骨髓、生長(zhǎng)板等其他骨骼部位。轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)合流式細(xì)胞術(shù)分析顯示，Angptl7+細(xì)胞表達(dá)骨骼干細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞表面標(biāo)志物。體外克隆形成實(shí)驗(yàn)、三系誘導(dǎo)分化實(shí)驗(yàn)及體內(nèi)標(biāo)簽保留實(shí)驗(yàn)也證明，Angptl7譜系細(xì)胞滿足骨骼干細(xì)胞的基本特性。但是，基于Angptl7-CreER;Rosa26-Ai9;Col1a1-GFP工具小鼠的不同時(shí)期譜系示蹤實(shí)驗(yàn)表明，Angptl7譜系細(xì)胞幾乎不參與穩(wěn)態(tài)下的骨形成，而是長(zhǎng)期駐留在骨外膜。

　　研究對(duì)骨折損傷修復(fù)過(guò)程中的Angptl7譜系細(xì)胞進(jìn)行了體內(nèi)示蹤，發(fā)現(xiàn)Angptl7譜系細(xì)胞在損傷后會(huì)大量擴(kuò)增，并通過(guò)軟骨內(nèi)成骨途徑介導(dǎo)骨再生。長(zhǎng)時(shí)程的譜系示蹤分析發(fā)現(xiàn)，Angptl7譜系細(xì)胞在骨折損傷后，參與再生整個(gè)骨結(jié)構(gòu)，包括骨外膜纖維層、骨外膜形成層、骨皮質(zhì)、骨內(nèi)膜以及骨髓間質(zhì)細(xì)胞。同時(shí)，研究通過(guò)細(xì)胞清除小鼠模型及條件性基因敲除小鼠模型發(fā)現(xiàn)，Angptl7譜系細(xì)胞對(duì)骨折損傷修復(fù)至關(guān)重要。轉(zhuǎn)錄組測(cè)序及移植實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Angptl7譜系細(xì)胞在骨折后會(huì)進(jìn)入炎性應(yīng)答階段，并通過(guò)上調(diào)NF-κB等信號(hào)通路來(lái)響應(yīng)炎性信號(hào)而激活。

　　相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《細(xì)胞研究》（Cell Research）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部、中國(guó)科學(xué)院等的支持。

研究成果被選為封面故事：長(zhǎng)城守衛(wèi)軍