Science：多能性因子Oct4与颅神经嵴细胞分解潜能扩大亲密相关

2021年2月10日讯/BIOON/---细胞分解通常被描写为一种通过一系列谱系限定变乱进行的单向进程，跟着胚胎的发育，细胞的分解后劲越来越小，这一律念在Conrad Waddington的景观中获得了有名的论述。然而，称为颅神经嵴细胞（cranial neural crest cell, CNCC）的脊椎植物特同性瞬态细胞群体挑战了这种形式。尽管CNCC来源于外胚层，而且可能分解成这种外胚层典型的细胞类型，然则它们也可以发生与中胚层谱系相关的间充质细胞类型，如骨细胞、软骨细胞战争滑肌细胞。CNCC若何将它们的分解后劲扩大到它们来源的胚胎层之外，仍未获得解决。

在一项新的研讨中，来自美国斯坦福年夜学医学院的研讨职员推测在哺乳植物CNCC发育的晚期阶段，对转录异质性的无偏阐发能够会确定一个前体细胞群体，并针对这些特别的细胞若何得到其不凡的分解后劲提供线索。为了测试这一点，他们将分期小鼠胚胎中小鼠CNCC的单细胞RNA测序阐发与后续的谱系追踪、功效丢失和表观基因组阐发试验相联合。相关研讨成果颁发在2021年2月5日的Science期刊上，论文题目为“Reactivation of the pluripotency program precedes formation of the cranial neural crest”。

图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abb4776。

他们发现，迁徙前的CNCC是异质性的，并携带反映其来源于神经上皮的地位信息，但这种晚期的地位信息随后被抹去，地位信息被抹去的CNCC表示出绝对同一的转录特征，起初跟着CNCC阅历第一次细胞定型（cell commitment）而从新多样化。

他们确定了一个晚期的前体细胞群体，这些前体细胞表白典型的多能性转录因子，并发生CNCC和颅面构造。多能性因子Oct4并非由外胚层维持，而是在头部褶皱造成后，在预期的CNCC中长久地从新激活，而且跟着发育的停顿，它的表白从颅部区域的最前部转移到更后部。

Oct4并不是在神经上皮中的CNCC诱导所必须的，然则对面部间质（facial mesenchyme）的形状和存活很紧张，从而将这种多能性因子与CNCC细胞潜能的扩大间接分割起来。Oct4阳性CNCC前体细胞的开放染色质景观与其神经上皮来源一致，同时也与多能性外胚层（epiblast stem cell）的染色质景观年夜致类似。此外，他们察看到一部门与将来神经嵴迁徙和间充质造成相关的基因组位点上的远端调理区域产生激活。

这些研讨成果标明，迁移前的CNCC起首造成一个异质群体，在地位信息抹去进程中迅速改动它们的转录身份，从而造成一个转录上（也能够是功效上）绝对同一的细胞群体，可能在迁徙进程中和迁徙后顺应将来的地位。CNCC的这种功效同等性和可塑性与以往的胚胎学研讨一致。

此外，CNCC前体细胞长久地从新激活多能性因子的证实标明，这些细胞阅历了一个自然的体内重编程变乱，使得它们可能遵循Waddington的表观景观。现实上，这项研讨的成果标明，至多有一种多能因子，即Oct4，是包含面部间质造成在内的CNCC发育后劲的扩大所必须的。这种机制是否仅实用于CNCC，以及这种细胞可塑性的扩大是否可用于的目标，仍是将来研讨的乏味成绩。（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

Antoine Zalc et al. . Science, 2021, doi:10.1126/science.abb4776.