组织透明化应用丨《Nature Cell Biology》股骨透明化技术揭示骨髓再生机制

LepR⁺细胞和平滑肌细胞是骨髓中NGF的主要来源。

透明化股骨共聚焦成像显示，NGF主要由骨髓内微动脉和血窦周围的基质细胞表达。

NGF主要通过LepR⁺基质细胞在骨髓中表达

研究人员认为平滑肌细胞、成骨细胞等缺失对骨髓NGF水平、神经纤维数量没有显著影响。LepR+细胞中缺失Ngf使骨髓中的Ngf严重减少。

6-8月龄 Lepr^cre/+; Ngf^fl/∆小鼠与对照组 Ngf^fl/∆骨髓透明化成像显示，LepR+细胞的NGF是维持骨髓神经所必需的。

来自LepR⁺细胞的NGF对于维持骨髓中的神经纤维是必需的

研究人员发现在照射后14-28天，与对照组相比，Lepr^cre/+; Ngf^fl/∆小鼠的血液和骨髓细胞计数以及造血干细胞和祖细胞的数量广泛减少。

股骨骨髓透明化后内黏蛋白标记血管显示，照射后28天，与对照组相比Lepr^cre/+; Ngf^fl/∆小鼠出现造血和血管再生缺陷。

照射后Lepr^cre/+; Ngf^fl/∆小鼠出现造血和血管再生缺陷

研究人员发现NGF在骨髓内局部起作用，促进造血细胞、基质细胞和血管细胞再生。

骨髓透明化成像结果显示， 两个月Prx1-cre;Ngf^fl/fl小鼠股骨骨髓神经纤维缺失，椎髓神经支配正常。

Prx1-cre;Ngf^fl/f小鼠在长骨中表现出神经纤维的缺失以及造血和血管再生的缺陷，但在椎骨中没有

与未受照射的小鼠相比，研究人员观察到6月龄对照小鼠的NGF水平在照射后14天显著增加，但在6月龄Lepr^cre/+; Ngf^fl/∆小鼠中没有。

另一方面，在神经纤维10µm以内的LepR⁺细胞和Scf-GFP⁺基质细胞的百分率，受照小鼠明显高于未受照小鼠。因此，邻近神经纤维的骨髓再生可能有所增强。

图b为30um厚切片成像结果，NGF主要在脂肪细胞中表达。

图f显示了0天和14天的骨髓中神经纤维数量。

在照射后来自LepR⁺细胞和脂肪细胞的NGF促进神经发芽，增加再生因子的表达

β2和β3肾上腺素能受体均能促进造血再生，而β1肾上腺素能受体并不是必需的。

照射后神经出芽通过激活LepR⁺细胞及其子代细胞的β肾上腺素能受体，增加再生因子的表达

研究结果揭示了LepR⁺基质细胞和神经纤维之间的相互关系，其中神经纤维由LepR⁺细胞产生的NGF维持，并通过分泌肾上腺素能神经递质激活LepR⁺细胞中的β2/β3肾上腺素能受体，进而促进造血和血管再生。

骨髓中LepR⁺基质细胞与神经纤维之间相互关系的示意图