人脐带间充质干细胞的异质性探讨及基于单细胞RNA测序结果的亚群分析
刘凯1
祁雨心1
毕艺飞2
张秉君3
戴黎鸣3
张晓玲1
1.广西医科大学再生医学与医用生物资源开发应用省部共建协同创新中心,南宁 530021;上海交通大学医学院附属新华医院骨科,上海 2000922.郑州奥博细胞医学实验室有限公司,河南 4500523.上海交通大学医学院附属新华医院骨科,上海 200092
摘要：目的 探讨人脐带间充质干细胞(hUCMSCs)的异质性,并基于单细胞RNA测序结果进行亚群分析.方法 选择两株由郑州奥博细胞医学实验室有限公司提供的hUCMSCs(分别命名为hUCMSCs-1和hUCMSCs-2),通过实时荧光定量聚合酶链反应(qPCR)进行干性基因[性别决定区Y-box 2(Sox2)、Nanog]检测.对hUCMSCs进行成骨诱导,3 d后检测成骨基因碱性磷酸酶(Alp)的表达,7 d后进行碱性磷酸酶染色,14 d后进行茜素红染色.对两株hUCMSCs进行成软骨诱导,21 d后检测成软骨基因二型胶原(COL2A1)的表达.用10 ng/mL白细胞介素-1β(IL-1β)刺激大鼠软骨细胞24 h,与hUCMSCs-1和hUCMSCs-2共培养后,检测软骨细胞合成代谢基因蛋白聚糖(ACAN)和分解代谢基因基质金属蛋白酶3(MMP3)的表达.对hUCMSCs-1进行单细胞RNA测序,并根据功能进行亚群分组,通过生物信息学分析方法描绘各个亚群标志基因热图、富集的信号通路.结果 两株hUCMSCs的Sox2、Nanog、Alp、COL2A1表达水平差异有统计学意义(P＜0.05).在成骨诱导7 d后,hUCMSCs-1的碱性磷酸酶染色程度深于hUCMSCs-2.在成骨诱导14 d后,茜素红染色结果显示,hUCMSCs-1钙结节数量多于hUCMSCs-2.经IL-1β干预后,软骨细胞与两株hUCMSCs共培养后的MMP3表达水平差异有统计学意义(P＜0.05),但ACAN表达水平差异不显著(P＞0.05).基于单细胞RNA测序结果,hUCMSCs-1可分为C1、C2、C3三个功能亚群.C1亚群的信号通路在细胞外基质受体相互作用上富集,与软骨细胞合成代谢相关;C2亚群信号通路在细胞衰老和凋亡上富集,与细胞的自我更新相关;C3亚群信号通路在DNA复制和减数分裂上富集,与细胞周期相关.结论 不同个体来源的hUCMSCs存在异质性,其在成骨、成软骨和抗分解代谢能力方面可能存在差异.通过单细胞RNA测序可较好地根据hUCMSCs的功能特性对其进行分群,有助于提高间充质干细胞治疗的临床疗效.
关键词：人脐带间充质干细胞单细胞RNA测序功能亚群
分类号：R318(医用一般科学)
资助基金：国家重点研发计划(2020YFC2002800)上海市科委项目(23141901200)
论文发表日期：2024-05-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 523-530 )
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