单细胞转录组分析揭示了辐射诱导的肌肉病理中的细胞动态和膜信号的改变
Nicolás Collao1,2,3, Emma B Johannsen3,4, Jesper Just3,4
1School of Human Kinetics, Faculty of Health Science, University of Ottawa, Ottawa, ON, Canada.
American journal of physiology. Cell physiology
|May 2, 2025
概括
放射治疗通过改变肌肉干细胞并促进纤维基原体 (FAPs) 的衰老,导致肌肉缩和纤维化. 这项研究揭示了关键的细胞间通信通路,如TGF-β信号传递,为幸存者提供了新的治疗点.
科学领域:
- 肌肉生物学 肌肉生物学
- 癌症的生存率 癌症的生存率
- 细胞衰老 细胞衰老
背景情况:
- 放射治疗可以导致长期的骨肌肉缩和纤维化在青少年癌症幸存者.
- 这些晚期效应的潜在机制尚不清楚,这阻碍了有效的治疗开发.
研究的目的:
- 在辐射诱导骨肌损伤的小鼠模型中描述细胞动态和细胞间通信.
- 确定有助于辐射诱导肌肉缩和纤维化的分子机制.
主要方法:
- 单细胞RNA测序 (scRNA-seq) 用于分析辐射后 (IR后) 24小时56天的细胞转录变化.
- 分析的重点是肌肉干细胞 (MuSCs),纤维增脂原始细胞 (FAPs) 和细胞间通信网络.
主要成果:
- 辐射改变了 MuSC 种群,致力于 MuSC 的急性保存和静止的 MuSC 的长期耗尽.
- 在IR后的所有肌肉居民细胞中观察到保存的衰老特征 (Cdkn1a).
- FAPs表现出益纤维和衰老的转录组,调节细胞外基因组 (ECM) 基因并响应TGF-β信号.
结论:
- 辐射暴露会诱导骨肌中的持续细胞衰老和纤维化,由FAPs介导.
- 细胞间通信受损,特别是FAP中TGF-βR2信号的增加,在辐射诱导的肌肉损伤中起着关键作用.
- 这些发现突出了缓解癌症幸存者的长期肌肉损伤的潜在治疗点.
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