网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

PNAS | 肖瑛/王超尘团队揭示皮肤触觉感受器发育调控机制

0
分享至

触觉是生物个体最早发育的感觉系统,皮肤内精密的触觉系统使个体得以辨别物体纹理、感知触碰力度,支撑打字、进食等依赖精细运动技能的日常行为。大面积烧伤、慢性皮肤溃疡等皮肤损伤以及肿瘤化疗治疗过程常伴随触觉丧失,严重影响患者生活质量。在触觉感知中,默克尔细胞(Merkel cell)扮演不可替代的角色【1】。默克尔细胞是定位于表皮基底层的一类机械力感受细胞,密集分布在指尖与口唇等高敏感度区域,通过与感觉神经末梢构成“默克尔细胞-神经复合体”,参与触觉传导。其机械力转导依赖于默克尔细胞表达的 Piezo2 介导的阳离子流,触发神经递质释放并激活感觉神经末梢。Piezo2 作为关键机械转导通道的发现,是 2021 年诺贝尔生理学或医学奖“发现温度和触觉感受器”成果的重要组成部分【2】。


由于默克尔细胞数量稀少,且缺乏稳定的体外长期培养体系,其早期起源与连续发育轨迹的系统研究受到阻碍,这已成为触觉再生与皮肤功能重建领域的关键瓶颈。直到谱系示踪技术的出现,才证实了默克尔细胞起源于KRT14+表皮祖细胞,其发育由 Atoh1、Sox2、Isl1与PRC2等因子调控,而KRT17+触觉穹窿微环境及GLI1+干细胞参与其稳态维持【3,4】。然而,受限于默克尔细胞的体内稀缺性与体外培养难度,其完整发育轨迹及调控机制仍难以系统解析。

此前,针对默克尔细胞研究缺乏有效体外模型这一难题, 浙江大学医学院附属邵逸夫医院肖瑛团队联合浙江大学爱丁堡大学联合学院王超尘团队在Stem Cell Reports上发表了重要研究( ISSCR Podcast 专题访谈:Making Sense of Touch)【5】。团队开发了多种互补性培养体系,包括小鼠触须外植体、小鼠皮肤类器官 (mSKO) 以及人源多能干细胞来源皮肤类器官 (hSKO);并通过 PRCi (多梳蛋白抑制复合物抑制剂鸡尾酒组合)极大提升体外默克尔细胞生成数量。结合单细胞转录组和空间转录组等分析,研究进一步证实 IGF1R 经 AKT 通路及 FGFR2 信号参与默克尔细胞形成。该研究构建了多模型互补的研究平台,为研究皮肤触觉发育机制、开展类器官疾病建模及推动相关药物研发提供了重要支撑。


在上述研究基础上,肖瑛/王超尘团队近日在PNAS发表了题为Dynamic remodeling of the transcriptional landscape drives Merkel cell specification andmechanosensorydifferentiation的研究论文。该研究系统描绘了默克尔细胞的早期发育全景,揭示了其经历“上皮-神经内分泌转换”的核心发育机制,发现JunB是启动默克尔细胞分化的关键“命运启动因子”,而Pou4f1则负责推动上皮—神经内分泌身份转换与感觉功能整合。此外,该研究还发现,TUBB3+的默克尔前体细胞可在Barhl1与Atoh1调控下向默克尔细胞命运分化。


首先,研究团队整合小鼠E14.5至P0阶段默克尔细胞的单细胞转录组、谱系示踪及跨物种分析方法,并结合团队建立的默克尔细胞体外培养体系,绘制出高度保守的三阶段连续发育图谱:默克尔细胞经历从上皮样细胞、过渡中间态到神经内分泌终末状态的连续发育过程。研究进一步证实,Krt14及Krt17等上皮细胞相关基因仅在早期短暂表达,随后迅速关闭;而神经内分泌细胞相关基因Avil等则在E16.5出现,与维持默克尔细胞成熟特征密切相关。

其次,该研究揭示了JunB与Pou4f1时序化转录调控级联。通过联合转录组和染色质可及性分析,研究发现JunB作为早期命运启动因子,能够通过重塑染色质开放景观来启动默克尔细胞分化;随后,Pou4f1通过激活感觉相关基因促进默克尔细胞的神经内分泌成熟。二者构成“早期启动-晚期成熟”的连续调控关系,该发现为神经内分泌细胞的发育调控研究提供了参考范式。

最后,研究团队还在该研究揭示的经典三阶段发育轨迹之前,鉴定出一类TUBB3+默克尔前体细胞;这类细胞可在Barhl1与Atoh1的协同调控下启动默克尔细胞分化命运。这一发现表明,默克尔细胞的发育过程受转录因子与组织微环境共同塑造。更加重要的是,此发现拓展了对默克尔细胞发育早期起源的认识,为触觉再生和默克尔细胞癌的治疗提供了潜在突破口。

总之,该研究描绘了默克尔细胞完整的发育轨迹,并揭示了转录因子之间的级联协同调控是推动默克尔细胞各发育阶段转换的关键,为触觉功能重建、感觉器官再生及默克尔细胞癌研究提供了重要理论依据。


浙江大学医学院附属邵逸夫医院的肖瑛研究员、浙江大学爱丁堡大学联合学院王超尘研究员为本文的共同通讯作者。浙江大学的张雅君博士研究生、浙江大学医学院附属邵逸夫医院的袁绘普博士为本文的共同第一作者。

原文链接:https://doi.org/10.1073/pnas.2603770123

制版人:十一

参考文献

1 Chesler AT, Szczot M, Bharucha-Goebel D, Čeko M, Donkervoort S, Laubacher C, et al. The Role of PIEZO2 in Human Mechanosensation.New England Journal of Medicine. 2016 Oct;375(14):1355–64.

2 Coste B, Mathur J, Schmidt M, Earley TJ, Ranade S, Petrus MJ, et al. Piezo1 and Piezo2 are essential components of distinct mechanically activated cation channels.Science.2010 Oct;330(6000):55–60.

3 Xiao Y, Williams JS, Brownell I. Merkel cells and touch domes: More than mechanosensory functions?Exp Dermatol. 2014 Oct;23(10):692–5.

4 Xiao Y, Thoresen DT, Williams JS, Wang C, Perna J, Petrova R, et al. Neural Hedgehog signaling maintains stem cell renewal in the sensory touch dome epithelium.Proceedings of the National Academy of Sciences. 2015 Jun;112(23):7195–200.

5 Yuan H, Rui C, Zhang Y, Liu J, He Y, Wu X, et al. An innovative in vitro system unveils IGF1R signaling regulating Merkel cell generation.Stem Cell Reports.2026 Jan;21(1):102756.

学术合作组织

(*排名不分先后)


推荐直播

转载须知

【非原创文章】本文著作权归文章作者所有,欢迎个人转发分享,未经作者的允许禁止转载,作者拥有所有法定权利,违者必究。

BioArt

Med

Plants

人才招聘


特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
兜兜转转,又是莱维特在帮特朗普?

兜兜转转,又是莱维特在帮特朗普?

新民周刊
2026-10-24 09:16:26
易晨阳:易会满案里那个消失的香港中环“易公子”

易晨阳:易会满案里那个消失的香港中环“易公子”

次元君情感
2026-10-17 14:38:54
勇士被轰17-0崩盘惜败灰熊:库里24分 探花25+13+6杰罗姆28分

勇士被轰17-0崩盘惜败灰熊:库里24分 探花25+13+6杰罗姆28分

醉卧浮生
2026-10-24 12:52:14
王某打包饭菜随口说了句“漏了”,一旁的李某以为在说自己女性家属的衣着,将王某一拳打倒在地,法院:寻衅滋事罪,判刑

王某打包饭菜随口说了句“漏了”,一旁的李某以为在说自己女性家属的衣着,将王某一拳打倒在地,法院:寻衅滋事罪,判刑

扬子晚报
2026-10-24 09:45:14
外卖小哥与美籍幼师一见钟情后闪婚,女方没要车房,没要彩礼,近日突然透露将离婚:语言不通、饮食与环境差异大,吵架靠手机,翻译不明白

外卖小哥与美籍幼师一见钟情后闪婚,女方没要车房,没要彩礼,近日突然透露将离婚:语言不通、饮食与环境差异大,吵架靠手机,翻译不明白

台州交通广播
2026-10-24 11:59:28
有这些老流氓在,什么企业来了都会“水土不服”...

有这些老流氓在,什么企业来了都会“水土不服”...

新动察
2026-10-23 13:47:19
既然日本不要,那就来中国!伊藤美诚

既然日本不要,那就来中国!伊藤美诚

乒乓网国球汇
2026-10-24 03:15:23
114-110!火箭送马刺连败,阿门20+10+关键封盖,文班25分13板

114-110!火箭送马刺连败,阿门20+10+关键封盖,文班25分13板

全景体育V
2026-10-24 12:23:19
尊界V800刹车被屏蔽大概率不是“适配没跟上”的技术疏忽。

尊界V800刹车被屏蔽大概率不是“适配没跟上”的技术疏忽。

深读时刻
2026-10-24 09:18:12
日军投降前一夜有多疯狂?一个日本女军医:日军用刀劈开了一个人

日军投降前一夜有多疯狂?一个日本女军医:日军用刀劈开了一个人

小豫讲故事
2026-10-24 06:00:12
诸葛宇杰任青海省委副书记、省政府党组书记

诸葛宇杰任青海省委副书记、省政府党组书记

新京报
2026-10-24 11:23:08
泽连斯基委屈到哭!对记者诉苦:特朗普责怪我,让我夜不能寐

泽连斯基委屈到哭!对记者诉苦:特朗普责怪我,让我夜不能寐

News脑洞
2026-10-24 10:11:25
触目惊心!卧底亲历者讲述:被骗进电诈园区的女性,一般只有两种结局

触目惊心!卧底亲历者讲述:被骗进电诈园区的女性,一般只有两种结局

秋风妃
2026-10-23 23:04:23
东契奇23分11失误湖人击败快船,里夫斯28+9凯斯勒22+8

东契奇23分11失误湖人击败快船,里夫斯28+9凯斯勒22+8

湖人崛起
2026-10-24 12:35:41
1000万以内最好的灯杆,被OTA了

1000万以内最好的灯杆,被OTA了

神不隆通
2026-10-24 11:03:32
若恢复这一规定,中国结婚率或将大幅上涨,离婚率也会随之下降

若恢复这一规定,中国结婚率或将大幅上涨,离婚率也会随之下降

掉了颗大白兔糖
2026-10-24 06:47:36
炸裂!詹姆斯硬刚特朗普!

炸裂!詹姆斯硬刚特朗普!

柚子说球
2026-10-23 22:57:52
公路车骑行服,熟女骑行穿搭,利落面料勾勒饱满曲线

公路车骑行服,熟女骑行穿搭,利落面料勾勒饱满曲线

只要高兴就好
2026-09-24 11:58:50
热搜第一!王楚钦多次退赛会被赋零分吗?WTT规则:不赋零 不罚款

热搜第一!王楚钦多次退赛会被赋零分吗?WTT规则:不赋零 不罚款

念洲
2026-10-24 09:49:12
三大状元齐发威,弗拉格14+5+6+3欧文24分,独行侠大胜步行者

三大状元齐发威,弗拉格14+5+6+3欧文24分,独行侠大胜步行者

钉钉陌上花开
2026-10-24 09:49:27
2026-10-24 13:28:49
BioArtMED
BioArtMED
BioArt旗下科普媒体
5904文章数 2470关注度
往期回顾 全部

科技要闻

写程序、做3D,新Kimi还有多少本事?

头条要闻

媒体:法国爆发暴力抗议活动 中国或被指认为主要原因

头条要闻

媒体:法国爆发暴力抗议活动 中国或被指认为主要原因

体育要闻

从乐透秀到总冠军再到没工作 一共要几年?

娱乐要闻

一家人就林依轮一个中国人 其余全外国

财经要闻

叫"保障"不叫"保险":租车平台的文字游戏

汽车要闻

设计换新/智舱升级 2027款博越限时价7.89万起

态度原创

教育
健康
手机
时尚
军事航空

教育要闻

初中太努力不是好事!家长拍下高中儿子休学,过来人劝她看清现实

痘痘能根治吗?皮肤科医生说实话

手机要闻

苹果首款折叠iPhone Duo开放到店自提预约服务

今年秋冬最流行的4件外套,配“连帽卫衣”太时髦了!

军事要闻

泽连斯基:星链及星盾速度限制仍未解除

无障碍浏览 进入关怀版