文章题目：A population of stem cells with strong regenerative potential discovered in deer antlers
期刊：Science
发表时间：2023年2月23日
主要内容：西北工业大学生态环境学院邱强教授和王文教授团队、空军军医大学西京医院黄景辉教授团队、长春科技学院李春义教授团队与吉林农业大学李志鹏教授团队等合作，在Science杂志上发表了文章 A population of stem cells with strong regenerative potential discovered in deer antlers，该研究首次在鹿角中发现、鉴定并分离了一群具有强大骨再生潜能的干细胞群，为哺乳动物器官再生、器官损伤修复带来新的研究方向。
原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.add0488
使用TransGen产品：TransScript® Uni All-in-One First-Strand cDNA Synthesis SuperMix for qPCR (One-Step gDNA Removal) (AU341)
研究背景
鹿角作为一个实质的完整器官，与其他哺乳动物不同，它每年都会再生，而且长的比前一年还要大，造型也更加复杂。新生的鹿角，里面是软骨，表面有一层带绒毛的皮肤，分布着大量血管和神经，也就是人们常说的鹿茸。在快速生长的季节，每天可长2~3厘米，3个月内达到1.2米。鹿茸如此快速、完整的再生机理，此前一直不十分清楚，中国科学家在该项研究中揭示了鹿茸再生背后的奥秘。
文章概述
为了理解鹿角再生的细胞和分子机制，研究人员收集鹿角再生连续8个阶段的样本，建立单细胞分辨率的鹿角再生发育细胞图谱，发现除了间质细胞（PMCs），成纤维细胞，软骨细胞，成骨细胞，免疫细胞，内皮细胞和血管周细胞等细胞外，还存在一种特殊的间质细胞类群。通过分析鹿角再生过程中细胞图谱的动态变化，发现在鹿角脱落前和再生0天时，再生组织主要由3类间质细胞组成（PMC1，PMC2，PMC3），而到再生5天时，细胞异质性明显增加，出现了第四个间质细胞类群，即PMC4细胞群。接着，研究人员将不同阶段的鹿茸组织移植到裸鼠（不会产生免疫排异）模型中，发现移植再生0天鹿茸组织最终形成的组织以成纤维细胞为主，而移植再生5天鹿茸组织后，裸鼠在45天后形成了类似鹿角的组织（骨和软骨组织）。此外，这些PMC4细胞特异性高表达TNN、TNC、PTN、DLX5等再生相关基因，PMC4可以向下分化为成软骨细胞和软骨细胞，这些都表明PMC4是鹿角骨再生的关键细胞群，研究人员将再生5天组织定义为“鹿角再生芽基”，将PMC4细胞群定义为“鹿角芽基祖细胞”（antler blastema progenitor cells, ABPCs）。
接着，研究人员将鹿角再生芽基的单细胞转录组数据与可再生的小鼠指尖、不可再生的小鼠指尖、蝾螈四肢和斑马鱼尾鳍的再生芽基单细胞转录组数据进行了分析比较，发现可再生的小鼠指尖芽基中存在类似于ABPCs的细胞群，而其它芽基中不存在这群细胞，这一差异提示，哺乳动物与其它非哺乳动物有着不同的再生机制。为了研究ABPCs在哺乳动物的附肢再生中发挥的作用，研究人员利用表面特征标志物（FGFR2和CX43）将ABPCs从鹿角再生5天组织中分离出来，发现与人类骨髓干细胞相比，ABPCs有更强的自我更新能力，以及更显著的成软骨和成骨的能力。通过裸鼠肾囊膜下异位成骨模型以及兔子骨缺损修复模型实验，进一步证实ABPCs的骨骼修复能力显著优于大鼠BMSCs，此项发现为骨骼再生医学研究提供了一类新的干细胞类群。
为了进一步研究鹿角快速生长的细胞和分子机制，研究人员对鹿角快速生长阶段生长中心的5个组织层进行了单细胞转录组测序以及Bulk转录组测序，发现ABPCs位于鹿角的尖部，提供了鹿角持续生长的干细胞池。通过与小鼠胚胎骨骼发育单细胞数据的比较，鉴定出了151个与骨骼发育相关的保守基因，涉及MAPK、BMP和TGFβ等信号通路。
该研究建立了鹿角再生全周期的时间-空间细胞图谱，系统描述了鹿角再生和快速生长的细胞分子机制，鉴定出一类哺乳动物特有的干细胞群，发现该细胞群展现出了极强的自我更新及骨骼修复的能力。该研究为理解哺乳动物再生提供了全新的认知，同时为再生医学提供了新的研究方向。
全式金产品支撑
优质的试剂是科学研究的利器。全式金反转录产品TransScript® Uni All-in-One First-Strand cDNA Synthesis SuperMix for qPCR (One-Step gDNA Removal) (AU341)助力本研究。
该产品为全预混第一链cDNA合成试剂盒，反应时只需加入gDNA Remover、模板RNA和水，在高效合成第一链cDNA的同时去除RNA模板中残留的基因组DNA，操作简单，降低污染机率。
● 高热稳定性：反应温度42℃-65℃。
● 高效：5分钟完成反转录。
● 简单：一次加样，同时完成cDNA合成和基因组DNA去除 。
● 精准：线性范围广，模板量低至pg级。
● 高兼容性：与qPCR试剂高度兼容。
数据展示
扩增效率高
使用TransGen产品以不同起始量RNA（500 ng-50 pg，10倍梯度稀释）为模板进行
反转录后定量扩增GAPDH基因。结果表明，TransGen产品反转录效率高，线性范围广。
适用物种范围广
使用Company V1、Company V2、TransGen产品，以不同物种RNA为模板
进行反转录后定量扩增不同基因。 结果表明，TransGen产品可适用于多种物种。
基因组DNA去除能力强
使用TransGen产品，以200 ng RNA、200 ng RNA+200 ng gDNA、200 ng gDNA为
模板进行反转录后定量扩增不同基因。结果表明，TransGen产品具有强的gDNA去除能力。
使用TransScript® Uni All-in-One First-Strand cDNA Synthesis SuperMix for qPCR (One-Step gDNA Removal) (AU341)产品发表的部分文章：
● Qin T, Zhang G K, Zheng Y, et al. A population of stem cells with strong regenerative potential discovered in deer antlers[J].Science,2023.
● Wang J, Liu Z L, Zhang X, et al. krn1, a major quantitative trait locus for kernel row number in maize[J].New Phytologist,2019.
● He G X, Peng Y L, Liu X L, et al. Post-responses of intertidal bivalves to recurrent heatwaves[J].Marine Pollution Bulletin,2022.
● Yu Wen, Wang Y N, Jiang D, et al. A saponin from astragalus promotes pancreatic ductal organoids differentiation into insulin-producing cells[J].Phytomedicine,2022.
● Yang X F, Liu S K, Lu W H, et al. Delta and jagged are candidate target genes of RNAi biopesticides for the control of Nilaparvata lugens[J].Frontiers in Bioengineering and Biotechnology,2022.
