骨骼肌周细胞特异性标记物GSN的筛选与鉴定：揭示周细胞亚群异质性的关键突破

本研究针对周细胞(Pericytes)与平滑肌细胞(SMCs)标记物重叠、亚群特异性标记缺乏的难题，通过RNAseq技术对比骨骼肌周细胞与SMCs转录组，首次鉴定出741个骨骼肌周细胞富集基因，发现GSN(Gelsolin)可作为骨骼肌周细胞特异性标记物。该研究不仅证实脑与骨骼肌周细胞为不同亚群（仅共享Igkv8-30基因），更为组织特异性周细胞功能研究提供了关键工具，发表于《Scientific Reports》。

　　

在血管生物学领域，周细胞(Pericytes)与平滑肌细胞(SMCs)这对"孪生兄弟"长期困扰着研究者——它们共享PDGFRβ、CD13等标记物，却因组织分布和功能差异被推测具有亚群特异性。尤其令人困惑的是，脑周细胞源于神经嵴而骨骼肌周细胞来自中胚层，这种胚胎起源差异是否导致二者本质不同？更棘手的是，尽管Kcnj8等脑周细胞标记物已被发现，骨骼肌周细胞却始终缺乏特异性"身份证"。这一空白严重阻碍了人们对周细胞在肌肉再生、纤维化及免疫调节中作用的认知。

为解决这一难题，美国南佛罗里达大学莫尔萨尼医学院(University of South Florida, Morsani College of Medicine)的Jingsong Ruan、Yao Yao团队设计了一项巧妙研究：利用SM22α-Cre⁺;Ai14^+/-基因工程小鼠，使SMCs永久表达tdTomato荧光标记，通过流式细胞术(FACS)精准分选PDGFRβ⁺tdTomato^-的骨骼肌周细胞与PDGFRβ⁺tdTomato⁺的SMCs，结合RNAseq转录组分析和免疫组化验证，最终在《Scientific Reports》发表突破性成果。

研究主要采用四大关键技术：1) 基因工程小鼠模型构建(SM22α-Cre⁺;Ai14^+/-)实现SMCs特异性标记；2) 多参数流式细胞术分选周细胞与SMCs；3) 高通量RNAseq转录组分析；4) 免疫荧光共定位验证候选标记物。所有实验均使用3-4月龄小鼠骨骼肌组织，通过胶原酶/胰蛋白酶消化制备单细胞悬液。

研究结果

Isolation of pericytes and SMCs from mouse skeletal muscle

免疫组化证实tdTomato与SMA在胫骨前肌(TA)大血管完全共定位，而PDGFRβ⁺SMA^-小血管周细胞不表达tdTomato，建立PDGFRβ⁺tdTomato^-（周细胞）与PDGFRβ⁺tdTomato⁺（SMCs）的分选标准。

RNAseq analysis of muscle pericytes and SMCs

PCA分析显示周细胞与SMCs转录组显著分离。鉴定出1305个差异基因（周细胞741个，SMCs 564个）。基因本体分析揭示：周细胞富集免疫相关通路（如T细胞激活、细胞因子结合），而SMCs侧重血管发育与细胞外基质组织。

Identification of muscle pericyte-selective markers

与脑周细胞比较发现惊人差异：仅Igkv8-30基因共同表达。筛选出121个高置信度骨骼肌周细胞标记基因（Log₂FC>5），选择GSN进行验证。免疫荧光显示GSN特异性标记PDGFRβ⁺SMA^-周细胞（90% CD13⁺细胞），不表达于SMCs或脑周细胞，但可标记14%的波形蛋白⁺成纤维细胞。

讨论与意义

该研究首次系统比较骨骼肌与脑周细胞转录谱，揭示二者仅共享Igkv8-30基因的惊人差异，证实它们是具有不同分子特征的亚群。GSN的发现填补了骨骼肌周细胞特异性标记物的空白，其独特价值在于：

1. 区分周细胞与SMCs：解决PDGFRβ等共用标记物的局限性

2. 辨别组织来源：GSN在骨骼肌高表达而脑组织几乎不表达

3. 功能研究工具：为探索周细胞在肌肉再生（如通过免疫调节）与纤维化中的作用提供新途径

研究也存在局限：GSN不能区分骨骼肌内I型（Nestin^-）和II型（Nestin⁺）周细胞亚群，且在静脉周成纤维细胞也有表达。未来需探索更多亚型特异性标记物，并验证GSN在其他组织的表达模式。这项成果为血管生物学领域提供了关键方法论突破，将推动组织特异性周细胞功能研究的深入发展。