头型好不好，要看骨骼边缘这群细胞

在一项对老鼠的研究中，科学家们展示了一组新发现的骨骼边缘细胞中启动的一个基因的活性如何在头骨的形成中发挥重要作用。缺失该基因的老鼠的头骨畸形，细胞缺失，让人联想起颅缝骨病。颅缝骨病是一种发育障碍，在美国出生的每2500个婴儿中就有一个会受到影响。

　　

这项研究的主要作者是Greg Holmes博士，他是西奈伊坎山遗传学和基因组科学的助理教授。

这项研究的重点是冠状缝（coronal suture）的细胞，冠状缝是连接前部和中间骨板的纤维关节。在人类的头骨上，它从一个太阳穴延伸到另一个太阳穴。在整个发育过程中，缝中充满了一种叫做间充质的缓冲组织，其中含有干细胞。干细胞提供源源不断的新骨细胞或成骨细胞，这是两侧骨板生长和颅骨扩张所需要的。在成年人中，这些干细胞消耗殆尽，骨板之间的关节融合。

颅缝早闭症是一种先天缺陷，这种融合过早发生，导致婴儿出生时头骨畸形，可能会出现神经问题。科学家已经表明，大约25%的病例与基因突变有关，正常的缝发育是由多种生长因素控制的。在形成颅骨所需的所有缝合线中，冠状缝通常在颅早闭时受到影响。

在这项研究中，Holmes实验室与伊坎山西奈山的Bin Zhang博士、Harm van Bakel博士和Ethylin Wang Jabs博士实验室的研究人员合作。他们一起研究了冠状缝细胞的遗传活动在早期发育过程中是如何变化的。为了做到这一点，他们测量了胚胎小鼠正常出生前1到3天的单个缝合细胞的RNA水平。

他们的结果表明，一种编码名为hedgehog相互作用蛋白(HHIP)的分子的基因在冠状缝的发育中发挥着独特而关键的作用。该基因在一组新的间充质细胞中比在成骨细胞中更活跃。事实上，科学家们在观察其他缝的细胞时发现了相反的趋势。追踪实验表明，出生后冠状缝成骨细胞来源于这些间充质细胞。此外，缺失HHIP基因的胚胎突变小鼠的头骨形状与正常小鼠不同。具体来说，分离颅骨的间充质细胞较少，突变的冠状缝接近融合。

Hedgehog蛋白是一种生长因子，可以指导多种物种的正常生长和发育，包括促进骨骼生长。众所周知，HHIP可以抑制hedgehog基因的活性。这项研究的作者认为，他们的结果表明，HHIP基因降低了hedgehog基因的活性，从而允许冠状缝的正常发育。他们希望这种先进的单细胞基因研究能让研究人员更彻底地了解健康和疾病条件下颅骨的形状。

Greg Holmes, Ana S. Gonzalez-Reiche, Madrikha Saturne, Susan M. Motch Perrine, Xianxiao Zhou, Ana C. Borges, Bhavana Shewale, Joan T. Richtsmeier, Bin Zhang, Harm van Bakel, Ethylin Wang Jabs. Single-cell analysis identifies a key role for Hhip in murine coronal suture development. Nature Communications, 2021; 12 (1)