中国农大新闻网讯 近日，国际出版集团Wiley旗下知名学术期刊《前沿科学》（Advanced Science）在线发表了我校动科学院丁向东教授课题组的研究论文《整合单细胞和空间转录组学揭示猪皮肤早期发育和毛囊基板形成细胞亚群》（Integrating Single-Cell and Spatial Transcriptomics Reveals Heterogeneity of Early Pig Skin  Development and a Subpopulation with Hair Placode Formation）。

猪作为模式动物已被广泛应用于人类疾病、异种器官移植等研究中，猪也是良好的皮肤和毛发发育研究模型。哺乳动物的毛发来源于毛囊，胚胎期毛囊形态发生可被分为诱导期、细胞分化期和器官形成期。而胚胎期皮肤表皮层中的毛囊基板是毛囊形态发生的初始结构，形成于诱导期。目前对早期基板细胞起源的分子机制的认识仍存在缺乏。丁向东教授课题组长期从事猪复杂性状遗传解析和基因组选择研究，近年致力于构建皮肤-毛发的猪模型研究。课题组通过研究遗传性无毛猪群体，发现猪无毛表型的形成可归因于诱导期毛囊基板的缺失，描绘了猪胚胎期毛囊发育和出生后毛囊周期性发育规律（FASEB Journal, Frontiers in Cell and Developmental Biology）。

基于以上基础，该课题组将不同时期同窝的有毛和无毛猪胚胎作为生物对照，结合单细胞转录组测序（scRNA-seq）和空间转录组（ST）技术，研究早期基板细胞起源的分子机制。该研究整合单细胞转录组测序（scRNA-seq）和空间转录组（ST）数据，描绘猪胚胎期皮肤的时空转录细胞图谱，揭示了皮肤早期发育相关细胞类型的时空转录特征和细胞分化谱系。

跨物种比较分析发现，人类、小鼠和猪在胚胎期皮肤细胞类型及其转录表达上具有不同程度保守性。本研究结合人类PheWAS数据库收录的疾病数据，人类-猪、人类-小鼠皮肤保守基因所涉及的皮肤疾病，评估了小鼠和猪两种模式生物的参考价值。结果显示，相比于小鼠，猪在皮肤表皮层细胞上对人类更具有代表性，能为人类皮肤-毛囊相关遗传性疾病研究提供参考。对比有毛猪和无毛猪皮肤细胞分化过程，发现毛囊基板起源于OGN+/UCHL1+祖细胞样细胞亚群，其异常的细胞增殖和迁移则会导致无毛猪胚胎的毛囊基板发育异常，进而表现为出生后的无毛。该研究揭示了启动毛囊基板形成的“第一信号”所涉及的信号通路，首次将毛囊形态发生的起点追溯至毛囊基板形成之前，为研究人类皮肤和遗传性少发等疾病提供了重要模型。

中国农业大学为该论文第一完成单位，动科学院博士生王羿、已出站博士后蒋尧为论文共同第一作者，丁向东教授为论文通讯作者。澳大利亚昆士兰大学博士后尼桂琰、Brad Balderson,动科学院博士生邹全、李淑娟等参与了该项研究。中国农业大学高帅教授和丹麦奥胡斯大学房灵昭教授给本项目研究提供了宝贵建议。该研究得到国家自然科学基金面上项目（32070568）和国家现代农业产业技术体系项目（CARS-35）的经费资助。

文章链接：https://doi.org/10.1002/advs.202306703

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责任编辑：乔春玲