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北京生命科學(xué)研究所（NIBS）/清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院沈博實驗室發(fā)現(xiàn)外周神經(jīng)和LepR⁺細胞（LepR陽性間充質(zhì)細胞）通過相互作用促進骨髓移植后造血和血管系統(tǒng)的再生。

造血干細胞是我們身體中幾乎所有血細胞的來源，它們存在于骨髓中dute的微環(huán)境里。骨髓中分布著豐富的外周神經(jīng)。造血干細胞領(lǐng)域內(nèi)之前的研究通過手術(shù)橫斷、化學(xué)藥物消融等方法消融神經(jīng)，探索了骨髓內(nèi)外周神經(jīng)對于造血干細胞的維持、遷移和再生等生命活動的潛在作用，但是由于不同的骨髓內(nèi)外周神經(jīng)消融手段導(dǎo)致的實驗結(jié)果并不wanquan一致，所以目前對于骨髓內(nèi)外周神經(jīng)對造血干細胞的功能仍舊存在爭議。

2023年11月27日，北京生命科學(xué)研究所（NIBS）/清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院沈博實驗室，與美國西南醫(yī)學(xué)中心/霍華德休斯研究所Sean Morrison院士實驗室合作，在Nature Cell Biology雜志發(fā)表了文章 “Leptin receptor⁺ cells promote bone marrow innervation and regeneration by synthesizing nerve growth factor"。該研究使用半骨透明化技術(shù)進行深度成像，揭示了骨髓內(nèi)外周神經(jīng)通過促進LepR⁺細胞釋放生長因子來促進骨髓再生。沈博實驗室PTN項目，北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院博士生高祥為本論文的第一作者。沈博研究員和Sean Morrison院士為本論文的共同通訊作者。本論文的其他作者還包括沈博實驗室的倪悅涵（北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院）、楊敏（北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院）、張祎旋、郭嘉茗（PTN項目，北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院），以及中國藥科大學(xué)的方慎彤教授。本研究得到了國家自然科學(xué)基金委、北京生命科學(xué)研究所的資助。

在本研究中，沈博實驗室使用了一種半骨透明化成像技術(shù)，可以保留骨組織完整的三維結(jié)構(gòu)對半骨進行深度成像。該實驗方法可以對半骨或其他多種組織進行多組合的抗體熒光標(biāo)記。制備完成后的半骨可以使用Leica Stellairis 8 DIVE成像并通過相關(guān)軟件對獲得的圖像進行定性或定量的分析。

在這項工作中，作者首先通過分析測序數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)骨髓內(nèi)主要僅表達單一的一種神經(jīng)生長因子Nerve Growth Factor（NGF），而且主要由 LepR 陽性間充質(zhì)細胞（LepR⁺細胞）表達。作者構(gòu)建了Ngf^mScarlet/+報告小鼠，使用半骨透明化技術(shù)進行深度成像，證明了這一發(fā)現(xiàn)（圖1）：Ngf-mScarlet⁺細胞主要分布在Endomucin^high的血竇和Endomucin^low的小動脈周圍。骨髓中存在密度更高的血竇，意味著Ngf-mScarlet⁺細胞主要分布在血竇周圍，這些血竇周圍的細胞是LepR⁺細胞。測序數(shù)據(jù)表明，圖中小動脈周圍的Ngf-mScarlet⁺細胞主要是LepR⁺Osteolectin⁺細胞和平滑肌細胞。

綜上所述，外周神經(jīng)和LepR⁺細胞通過相互作用促進骨髓移植后造血和血管系統(tǒng)的再生，其中LepR⁺細胞通過合成NGF促進骨髓神經(jīng)的維持及其清髓后的生長，而骨髓神經(jīng)通過刺激LepR⁺細胞釋放多種生長因子來促進骨髓再生（見圖3）。本研究為造血干細胞移植以及白血病等血液疾病的臨床治療提供了重要參考。

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