Gli1 پیش سازهای استخوانی را برای تشکیل استخوان و ترمیم شکستگی شناسایی می کند
تاریخ انتشار: جمعه 22 دی 1396
| امتیاز:
تشکیل استخوان در پستانداران نیازمند تولید مدوام استئوبلاست ها در سراسر زندگی است. یک مارکر مولکولی مشترک برای هم پیش سازهای مزانشیمی استخوان زا شناسایی نشده است. در این جا، با آزمایش های ردیابی رده ای در موش های جنینی و نوزاد، ما کشف کردیم که سلول های Gli1+ به طور پیشرونده ای استئوبلاست ها را در همه جایگاه های اسکلتی تولید می کنند. به طور قابل توجه تر، در موش های نوزاد در حال رشد، سلول های Gli1+ بلافاصله در زیر صفحات رشد و تحت عنوان پیش سازهای مزانشیمی متافیزی(MMPs) می مانند و برای تشکیل استخوان اسفنجی ضروری هستند. در کنار استئوبلاست ها، پیش سازهای مزانشیمی متافیزی در شرایط in vivo به آدیپوسیت ها و سلول های استرومایی نیز تبدیل می شوند. توالی یابی RNAنشان داد که پیش سازهای مزانشیمی متافیزی شماری از مارکرهای ژنی را بیان می کنند که پیش از این برای سلول های بنیادی/پیش ساز مزانشیمی تایید شده اند و شامل CD146/Mcam، CD44، CD106/Vcam1، Pdgfra و Lepr است. اختلال ژنتیکی در پیام رسانی هج هاگ(Hh)، تکثیر و تمایز استئوبلاستی پیش سازهای مزانشیمی متافیزی را مختل می کند. برداشتن بتا کتنین منجر به تمایز پیش سازهای مزانشیمی متافیزی برای چربی زایی می شود که منجر به استئوپنی همراه با افزایش چربی مغز استخوان می شود. در نهایت سلول های Gli1+ نوزادی طی ترمیم شکستگی استخوان به کندروسیت و استئوبلاست تبدیل می شوند. بنابراین Gli1 مشخص کننده پیش سازهای مزانشیمی مسئول تشکیل استخوان طبیعی و ترمیم شکستگی است.
Nat Commun. 2017 Dec 11;8(1):2043. doi: 10.1038/s41467-017-02171-2.
Gli1 identifies osteogenic progenitors for bone formation and fracture repair.
Shi Y1, He G1,2, Lee WC1, McKenzie JA1, Silva MJ1, Long F3,4.
Abstract
Bone formation in mammals requires continuous production of osteoblasts throughout life. A common molecular marker for all osteogenic mesenchymal progenitors has not been identified. Here, by lineage-tracing experiments in fetal or postnatal mice, we discover that Gli1+ cells progressively produce osteoblasts in all skeletal sites. Most notably, in postnatal growing mice, the Gli1+ cells residing immediately beneath the growth plate, termed here "metaphyseal mesenchymal progenitors" (MMPs), are essential for cancellous bone formation. Besides osteoblasts, MMPs also give rise to bone marrow adipocytes and stromal cells in vivo. RNA-seq reveals that MMPs express a number of marker genes previously assigned to mesenchymal stem/progenitor cells, including CD146/Mcam, CD44, CD106/Vcam1, Pdgfra, and Lepr. Genetic disruption of Hh signaling impairs proliferation and osteoblast differentiation of MMPs. Removal of β-catenin causes MMPs to favor adipogenesis, resulting in osteopenia coupled with increased marrow adiposity. Finally, postnatal Gli1+ cells contribute to both chondrocytes and osteoblasts during bone fracture healing. Thus Gli1 marks mesenchymal progenitors responsible for both normal bone formation and fracture repair.
PMID: 29230039