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伯豪生物 | 文献解读:ACS Nano: 蝶翅 -- 材料科学领域的新应用
发布时间:2019-12-04 浏览次数:676
娟娟双蛱蝶,宛转飞花侧”又到一年蝴蝶忙,它们的翩翩舞姿不仅妆点了夏天的热情,它们的翅膀还有可能是具有临床价值的宝贵生物材料。南通大学顾晓松教授团队在近日发表的研究成果中,以两种蝴蝶翅膀作为神经移植材料,探究了具有不同表面结构的蝴蝶翅膀对于施旺细胞生长模式的影响机制。

“娟娟双蛱蝶,宛转飞花侧”又到一年蝴蝶忙,它们的翩翩舞姿不仅妆点了夏天的热情,它们的翅膀还有可能是具有临床价值的宝贵生物材料。南通大学顾晓松教授团队在近日发表的研究成果中,以两种蝴蝶翅膀作为神经移植材料,探究了具有不同表面结构的蝴蝶翅膀对于施旺细胞生长模式的影响机制。施旺细胞被接种在 M.m. 蝴蝶翅膀材料后,与细胞粘附,运动和生长等生物学事件相关通路被激活,并表现出有规律的生长模式,这表明 M.m. 蝴蝶翅膀特殊的表面结构可能有助于促进神经损伤的再生。这篇文章发表在国际材料科学领域著名杂志《ACS NANO》(IF=13.709)上,其中的转录组测序及生信分析服务由伯豪生物提供。

文章亮点

1. WGCNA 分析

为了揭示施旺细胞在两种蝴蝶翅膀上产生不同生长行为的机制,文章应用加权共表达网络分析(WGCNA),在 M.m 组。中鉴定了 14 个共表达模块,通过开展基于转录组的网络分析,找到了关键的差异表达基因(DEGs)。

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M. m. 蝶翅材料培养的细胞生长调控网络

在接种后第 1 阶段(0.5 小时 - 3 小时),M.m. 组中的上调基因主要与细胞粘附,细胞运动,信号转导和细胞膜组分等相关,这与观察到的细胞生长行为一致。同时,模块分析结果也表明,接种后细胞最早活化的生物学过程,包括溶酶体活动,因此,可以推测,溶酶体相关活动包括细胞中的化合物转运和 / 或信号转导,是确定 M.m. 蝴蝶的翅膀上 SC 生长模式的关键因素。

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Stage 1 (0.5 h to 3 h) 差异基因热图及 PPI 网络图

2.  转录因子(TF)调控网络分析

为了确定观察到的 DEGs 由哪些转录因子(TFs)调节,文章进行了调控网络推断分析,几个重要的 TFs,包括 Rela,Ccnd1,Hmga1,Htt 和 Crebbp 等,被指定为潜在的调节因子。结果表明,在这些预测的关键基因中,在不同生长阶段的调控中,反复出现的 Htt 引起了作者的注意,并且,已知的 Htt 能够在微管介导的运输和囊泡功能中具有重要作用。

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转录因子 Htt 敲降后的细胞表型

Htt 在 M.m 中显著高表达,并且对于 Htt 进行 RNAi 后,生长在 M.m 翅材料上的施旺细胞表现出无序生长的现象,表明 Htt 是 M.m 移植材料促进神经损伤再生的关键调节因子。

实验结论

M.m. 蝴蝶翅表面的天然沟槽结构有利于施旺细胞的生长,体内实验表明 M.m. 蝴蝶翅膀来源的材料用于神经移植,能够激活失望细胞的溶酶体活动,促进坐骨神经损伤后再生,表明这种昆虫材料可能是非常具有研究价值的神经移植仿生材料。

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