如何组装一个完整的下巴
南加州大学领导的一个科学家团队在下巴中的肌腱和唾液腺如何发育方面取得了令人流口水的发现。他们的结果发表在 Developmental Cell的一项新研究中。
为了让我们的下巴发挥作用，它们不仅需要精确图案化的骨骼，还需要将下巴骨骼连接到肌肉和润滑口腔的唾液腺的肌腱。值得注意的是，骨骼、肌腱和腺体都来自同一个干细胞群，而这些干细胞群来自一个被称为神经嵴的细胞群。这些神经嵴衍生细胞如何知道在正确的位置制造正确类型的细胞仍然是个谜。
为了回答这个问题，来自南加州大学凯克医学院干细胞生物学和再生医学教授兼副主席 Gage Crump 实验室的第一作者 Hung-Jhen (Olivia) Chen 及其同事检查了 所有在斑马鱼面部发育中活跃的基因。然后，他们专注于一个特定的基因 Nr5a2，该基因活跃于面部的一个区域，该区域可以形成肌腱和腺体，但不会形成骨骼。
为了解 Nr5a2 的作用，科学家们培育出缺乏该基因的斑马鱼。这些突变的斑马鱼产生了过多的软骨，并且在它们的颌骨中缺少了肌腱。
科学家们还培育出在神经嵴细胞中特别缺乏这种基因的小鼠。这些老鼠不仅下颚有骨骼和肌腱缺陷，而且也未能发育出唾液腺。类似的缺陷也见于中耳，反映了一个戏剧性的进化转变，其中鱼颚的一部分变成了哺乳动物的中耳。
为了阐明这是如何发生的，科学家们检查了缺乏 Nr5a2 的斑马鱼的基因组结构。他们发现 Nr5a2 对于打开基因组区域至关重要，这些区域使神经嵴细胞能够保持其干细胞特征，同时在下颌发育后期启动这些细胞形成肌腱和唾液腺。
Crump 说：“发现 Nr5a2 在颌骨图案形成中的非常特殊的作用是出乎意料的，因为该基因之前已被证明对维持胚胎干细胞至关重要。” “我们的工作展示了如何在后期开发中以不同的方式使用关键的干细胞因子来控制不同细胞类型的产生方式。”
其他共同作者包括 Lindsey Barske，她在南加州大学完成了博士后培训，现在是辛辛那提儿童医院医学中心的教员;缅因大学的 Jared Talbot;来自伦敦国王学院的 Olivia Dinwoodie 和 Abigail Tucker;来自南加州大学的 Ryan Roberts、Christian Jimenez 和 Amy Merrill;和 D'Juan Farmer，他在南加州大学完成了博士后培训，现在是加州大学洛杉矶分校的教员。
这项研究的资金由国家牙科颅面研究所(赠款 R21DE029656 和 R35DE027550)、霍华德休斯医学研究所的汉娜 H. 格雷研究员计划和伦敦国王学院医学研究委员会博士培训合作伙伴提供。
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