《軟骨組織工程修復中種子細胞命運的單細胞組學研究》是依託清華大學，由李鈞翔擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：軟骨組織工程修復中種子細胞命運的單細胞組學研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：李鈞翔
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
軟骨組織工程中，通常將軟骨種子細胞結合生物材料支架，植入損傷部位進行填充修復，形成再生組織。目前該方法雖能有效緩解損傷症狀，但再生組織的性能仍與原生的軟骨組織存在較大差異，容易發生退化。由此，為了實現更加理想的軟骨組織工程修復，我們需要對目前種子細胞的體內修復過程、分子特徵以及與正常軟骨組織的差距有更為深入的理解。.在修復過程中軟骨損傷部位的微環境複雜，細胞異質性強，傳統分子生物學檢測手段因群體效應難以對其進行清晰的鑑定。針對該問題，本項目擬在大鼠軟骨修復模型中，利用螢光示蹤和單細胞測序等技術跟蹤種子細胞在軟骨層及軟骨-骨交界處的細胞命運，嘗試揭示植入的種子細胞在體內可能出現的軟骨功能化、肥大化、退化、纖維化等過程以及相應的分子特徵，探究各類群的細胞在修復組織中的時空分布特徵和分化關係，並精細化比較與正常的功能化軟骨的異同，為後續軟骨組織工程體系的理性改造提供理論依據。
結題摘要
在組織工程領域，新的修復技術、新的生物材料以及新的藥物分子正在被不斷的發掘與套用。然而，評價組織工程修復效果的方法學仍停留在組織（群體）層面。因而樣本中的細胞異質性信息常常丟失，從而大大限制了人們對修復過程以及疾病發生髮展過程的了解。單細胞RNA測序（scRNA-seq）可以實現對組織樣本實現單個細胞解析度的檢測，在生物學領域已經得到了廣泛的套用。基於單細胞RNA測序分析方法，研究人員可以比群體分析的方法更深入地了解有限數量的樣本，挖掘內在的異質性，不同的細胞命運，未來的發展趨勢等等信息。在本項目中我們針對兔軟骨組織工程再生修復的場景，用scRNA-seq技術分析兩種不同情況下的再生組織再生過程案例。結合生物信息學方法，我們發現了兩個案例中分別具有不同基因表達模式的細胞亞群，並模擬重構了正常組織工程種子細胞到修復組織細胞的分化轉化過程，揭示了健康組織和修復組織樣本的詳細差異，以及同一樣本內不同細胞在未來不同的命運分化方向。總的來說，本項目的研究揭示了單細胞轉錄組技術在組織工程中以更高的解析度精細化分析再生或病理組織樣品的廣闊前景。
