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骨髄間質細胞のアイデンティティのWntによる形質転換が骨格再生を促進する
A Wnt-mediated transformation of the bone marrow stromal cell identity orchestrates skeletal regeneration.
PMID: 31949165 PMCID: PMC6965122. DOI: 10.1038/s41467-019-14029-w.
抄録
骨髄間質細胞（BMSC）は、骨格の主要な機能を支える汎用性の高い間葉系細胞集団であり、その大部分は洞状血管に隣接し、C-X-Cモチーフのケモカインリガンド12（CXCL12）を発現している。しかし、これらの細胞がどのようにして再生期に活性化され、骨形成を促進するのかについては、ほとんど分かっていません。Cxcl12-creERマウスを用いた細胞株解析の結果、静止状態のCxcl12-creER骨膜周囲BMSCは、再生時にのみ皮質骨骨芽細胞に分化することが明らかになった。これらの細胞のβ-カテニン欠乏は、皮質骨の再生不全を引き起こすことが明らかになった。このように、骨芽細胞の前駆細胞は、骨芽細胞の前駆細胞に変化し、休眠状態にある間質細胞が骨格再生のために参加するユニークなメカニズムを強調しています。
Bone marrow stromal cells (BMSCs) are versatile mesenchymal cell populations underpinning the major functions of the skeleton, a majority of which adjoin sinusoidal blood vessels and express C-X-C motif chemokine ligand 12 (CXCL12). However, how these cells are activated during regeneration and facilitate osteogenesis remains largely unknown. Cell-lineage analysis using Cxcl12-creER mice reveals that quiescent Cxcl12-creER perisinusoidal BMSCs differentiate into cortical bone osteoblasts solely during regeneration. A combined single cell RNA-seq analysis demonstrate that these cells convert their identity into a skeletal stem cell-like state in response to injury, associated with upregulation of osteoblast-signature genes and activation of canonical Wnt signaling components along the single-cell trajectory. β-catenin deficiency in these cells indeed causes insufficiency in cortical bone regeneration. Therefore, quiescent Cxcl12-creER BMSCs transform into osteoblast precursor cells in a manner mediated by canonical Wnt signaling, highlighting a unique mechanism by which dormant stromal cells are enlisted for skeletal regeneration.