Science | 新发现！重新长出头发、修复皮肤伤口，都离不开这种维生素
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iNature
谱系可塑性—一种双重命运表达的状态——需要将干细胞从它们的生态位限制中释放出来，并将它们重新定向到最需要它们的组织隔间中。
2024年3月8日，洛克菲勒大学Matthew T. Tierney、Katherine S. Stewart及Elaine Fuchs共同通讯在 Science 在线发表题为“ Vitamin A resolves lineage plasticity to orchestrate stem cell lineage choices ”的研究论文， 该研究发现，维生素A限制了小鼠毛囊干细胞的谱系可塑性，必须抑制才能改变命运。操纵皮肤和培养物中类维生素a的可用性，能够指导干细胞愈合伤口或长头发。了解如何引导干细胞做出正确的命运决定，对再生医学、伤口修复和癌症治疗具有重要意义。
该研究发现，如果不解决谱系可塑性，皮肤干细胞不能在体外有效地产生每个谱系，也不能在体内再生头发和修复损伤的表皮。 通过小分子库筛选，该研究发现全反式维甲酸(atRA)是一种维生素A代谢物，对恢复其培养中的生理特性至关重要。这些相同的效果在小鼠皮肤中重现，在小鼠皮肤中，atRA作为干细胞生态位成分局部产生，并且需要维持谱系规范。分层转录组和染色质美化数据与类视黄酸激活的核视黄酸受体-DNA相互作用，确定了影响这一结果的目标。该下游调控网络包括先锋因子SOX9，已知其在沉默表皮命运的同时直接上调毛囊关键基因。
通过解决谱系可塑性和全面的培养基优化，atRA使培养的HFSCs能够与WNT(无翼相关整合位点)和BMP(骨形态发生蛋白)信号合作，有效地协调形成毛囊所需的不同谱系。 干细胞特有的一系列行为，包括从静止到主动自我更新的转变，以及它们沿着有序路线走向分化命运的方向，在这个培养平台上得到了准确的模拟。研究人员以实验室小鼠为模型系统研究了atRA在伤口愈合过程中的影响，发现遗传、饮食和局部干预都证实了atRA在平衡干细胞对表皮修复和毛发再生的贡献方面的作用。 atRA的可用性与谱系可塑性呈负相关，在修复早期短暂减少，以允许伤口床中的干细胞命运转换，然后在屏障改造后恢复以促进头发再生。
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