假定的肌肉干细胞通过c1qtnf3途径调节巨噬细胞的功能，从而促进非洲爪蟾（Xenopus）尾巴的再生

《Proceedings of the National Academy of Sciences》：Putative muscle stem cells promote Xenopus tail regeneration by modifying macrophage function via c1qtnf3

单细胞分析揭示蝌蚪肌肉干细胞通过c1qtnf3调控巨噬细胞功能促进尾巴再生。研究显示c1qtnf3敲低导致再生失败和巨噬细胞聚集减少，而巨噬细胞特异性过表达neutrophil cytosolic factor 1可恢复再生，证实干细胞通过该分子调节免疫微环境。

　　

重要性

通过单细胞分析，我们研究了组织干细胞的动态变化，以阐明非洲爪蟾（Xenopus）蝌蚪尾巴再生的分子机制。我们发现，假定的肌肉干细胞通过表达c1q肿瘤坏死因子相关蛋白3（c1qtnf3）来促进尾巴再生，这种蛋白能够将巨噬细胞的功能模式转变为促进再生的状态。我们的发现为尾巴再生的分子机制提供了线索，即组织干细胞通过调节免疫反应间接促进组织再生。了解高度再生生物中的这种干细胞-免疫细胞相互作用，是揭示脊椎动物物种间组织再生基本原理的重要一步。

摘要

在非洲爪蟾（Xenopus laevis）的蝌蚪尾巴再生过程中，具有特定谱系的组织干细胞会产生分化细胞，从而形成再生的尾巴组织，但组织干细胞在尾巴再生过程中的行为动态仍 largely 未知。我们之前报告过，可以使用侧群（SP）方法从再生芽中高效富集多种组织干细胞/前体细胞。在这里，我们利用单细胞RNA测序数据对侧群部分进行了轨迹推断，以构建分化轨迹并识别启动分化途径的潜在组织干细胞群体。我们发现补体c1q肿瘤坏死因子相关蛋白3（c1qtnf3）在假定的肌肉干细胞（MSC）中特异性表达，并通过敲低（KD；基于CRISPR/Cas9的F0敲低技术）实验证明c1qtnf3对尾巴再生是必需的。此外，我们发现c1qtnf3敲低导致尾巴再生受损时，截肢部位巨噬细胞样细胞的积累会减少。通过巨噬细胞样细胞特异性强制表达中性粒细胞胞质因子1（一种与髓系细胞效应分子生成相关的基因），这些表型得到了恢复，这表明c1qtnf3敲低导致的尾巴再生受损是由于巨噬细胞功能失调所致。我们的研究结果表明，在非洲爪蟾中，假定的肌肉干细胞通过c1qtnf3的表达来调节巨噬细胞的功能，从而实现尾巴的顺利再生。