更好地了解颅面出生缺陷为再生医学开辟了新道路

颅面部出生缺陷，包括唇裂和腭裂，是最常见的人类先天性畸形之一。这些颅面异常的发生是由于神经嵴细胞的缺陷，其作用是通过产生多种细胞类型(包括骨骼、软骨和周围神经系统)来产生复杂的颅面区域。

“了解神经嵴细胞的发育将使我们能够更好地理解和治疗这些先天性缺陷，”该作品的第一作者RachelA.Keuls说，他是贝勒医学院RonaldJ.Parchem博士实验室的研究生。“在这项研究中，我们研究了神经嵴细胞在早期发育过程中分化成多种细胞类型的原因，因为这可能导致产生健康细胞以修复人类患者颅面缺陷的策略。”

“我们发现神经嵴细胞有能力变成许多不同的细胞类型，因为它们可以使用多种发育程序，”Keuls说。

该团队使用多种方法发现，许多开发程序的使用导致神经嵴细胞中的染色质比预期更容易获得。染色质是遗传物质和蛋白质的组合，它不仅将基因组压缩到细胞核中，而且还被细胞用来控制基因组如何被解释以产生不同的细胞类型。

Keuls说：“例如，当染色质打开时，骨细胞就会出现，从而获得使细胞看起来像骨细胞并发挥骨细胞功能的基因，而紧凑的染色质则使其他发育程序无法进入其他细胞类型。”

“染色质更容易获得的瞬态使神经嵴细胞能够激活许多遗传程序，从而导致产生颅面区域发育所需的多种细胞类型，”分子和细胞生物学助理教授Parchem说。贝勒干细胞和再生医学中心。他也是该作品的通讯作者。

然后，研究人员研究了是什么介导了神经嵴细胞染色质可及性增加。

先前的证据表明，一类称为microRNA的小遗传物质可以改变细胞身份。“我们发现神经嵴细胞中染色质可及性的变化受miR-302microRNA家族的调节，该家族在颅神经嵴细胞中高度表达，”Keuls说。

miR-302的缺失导致染色质可及性降低和周围神经元分化减少。从机制上讲，该团队发现miR-302介导了多个参与染色质浓缩的基因的抑制，以促进细胞分化所需的可及性。

“根据我们的发现，我们假设miR-302调节轴的破坏可能是某些人类颅面和神经系统疾病的基础，”Parchem说。“从基础科学的角度来看，我们想了解这种microRNA如何具有改变发育潜力和染色质可及性的非凡能力。这适用于干细胞生物学的任何领域。”

“我们还看到了将我们的发现转化为临床应用的可能性，”Keuls说。“这项研究表明，miR-302是一种强大的工具，可以修饰干细胞以增加它们成为多种细胞类型的能力。我们可以潜在地应用这种能力来再生颅面部区域的细胞。”

该论文发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。