Cell Reports｜浙大陈晓团队解码肌腱成熟过程的关键细胞图谱

肌腱是人体运动和力学传递的关键组织，胶原纤维占比 95%，成熟胶原原纤维具备独特的直径大小不一的特点（平均直径 150nm），而损伤后由纤维化、直径均一的疤痕细纤维替代（平均直径 50nm），无法再恢复到粗纤维，导致肌腱无法再生，而胚胎肌腱胶原也由细纤维构成，结构与疤痕纤维类似，但可以成熟变成粗纤维（图 1）。

肌腱损伤和由此产生的肌腱病占运动系统疾病的 30%，对人们生活质量，社会生产力和医疗支出方面造成巨大损失。目前肌腱纤维成熟变粗的关键肌腱细胞亚群与机制并未有相关研究。因此，明确肌腱的细胞亚群和胶原纤维纳米水平构建机制，可望发现关键靶点和实现肌腱的亚显微结构再生。

在此背景下，浙江大学陈晓课题组于 2022 年 4 月 26 日在 Cell Reports 杂志上发表了题为 A Cd9⁺/Cd271⁺ stem/progenitor population and the SHP2 pathway contribute to neonatal-to-adult switching that regulates tendon maturation 的研究论文，首次明确了肌腱纤维成熟的阶段和评估指标，形成了肌腱纤维成熟变粗的细胞亚群图谱。揭示了肌腱发育成熟过程中的关键细胞亚群及 SHP2 信号在调控肌腱组织出生后发育成熟过程的关键作用及机制，为实现肌腱功能性完全再生提供了潜在靶点。

图 1 损伤肌腱的疤痕纤维与胚胎肌腱纤维类似，但是无法成熟变粗

图 2

1) P7 到 P14 是胶原原纤维由细变粗的分水岭；

2）Cd9⁺Cd271⁺ TSPC 在肌腱成熟阶段富集；

3）NGF/SHP2 信号介导肌腱成熟

本研究首次综合肌腱组织出生后发育的多个时间点的组织形态，特征分子表达，细胞外基质超微结构和力学特性等多种指标，确定了出生后 7 天到 14 天是小鼠肌腱组织成熟的关键转变阶段。之后利用单细胞转录组技术绘制了肌腱成熟转变期的动态细胞亚群图谱及转录调控网络，发现了在发育成熟转变关键阶段富集的特异分泌神经生长因子 NGF 的 Cd9⁺Cd271⁺ 的肌腱干祖细胞亚群及受体酪氨酸激酶（Receptor tyrosine kinases）RTKs 信号通路的富集。

并进一步在组织离体培养实验中验证了 NGF 的促进肌腱成熟的功能，及其下游 SHP2 活性在该功能调控的不可或缺的作用。最后利用谱系特异基因敲除遗传工具鼠，进一步验证了 SHP2 在体内外调控胶原纤维增粗，促进肌腱成熟的关键作用。

图 3 Scx-Cre; Shp2fl/fl 小鼠肌腱成熟障碍

本研究明确了胚胎肌腱到成熟肌腱转变的关键阶段，并在单细胞水平解码了肌腱成熟的关键亚群和信号通路，发现了 Cd9⁺Cd271⁺ TSPC 及 SHP2 在调控肌腱成熟中的关键作用。本研究补充了出生后肌腱发育成熟的相关调控知识，为实现成熟肌腱的亚显微结构再生提供了潜在靶点。

本文的通讯作者为浙江大学医学院陈晓教授，浙江大学医学院茵梓教授和浙江大学运动医学研究所沈炜亮副教授（浙大二院主任医师）。第一作者为浙江大学医学院 2018 级博士生范春梅，共同第一作者为浙江大学医学院 2019 级硕士生赵艳艳。该课题的开展还得到浙江大学医学院欧阳宏伟教授、药学院王毅教授、香港中文大学顾燊副教授的大力支持。此研究得到了国家重点研发计划（2021YFA1100500），国家自然科学基金（T2121004，81972099 等）的资助。

原文链接：

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(22)00526-5