脊髓损伤后的再生需要祖细胞将损伤相关信号转化为基因调控程序的协调重塑。哺乳动物脊髓祖细胞在损伤后的神经元生成能力有限，而斑马鱼则能够再生脊髓神经元并恢复运动功能。为研究使斑马鱼脊髓祖细胞——室管膜放射状胶质（ependymo-radial glia，ERG）细胞——得以生成新神经元的调控变化，我们将胚胎期、幼体期和成体期的单核基因表达与染色质可及性图谱分析，与基于主题模型的基因调控网络（gene regulatory network，GRN）推断相结合。我们发现，幼体和成体ERG细胞从不同的调控基线状态进入损伤应答：幼体祖细胞以胶质细胞生成程序为特征，而成体祖细胞则维持相对静息的状态。损伤后，这两类细胞群逐渐改变其基线程序，并转向一个损伤相关模块，该模块以应激响应和染色质相关调控因子为标志，包括jun、hmga1a、hmga2、ybx1和foxj1a。幼体中Notch相关调控因子核因子I A（nfia）和hey1的表达降低，支持了其偏离稳态的转变；而在成体中，同一核因子及bhlhe41等其他转录因子的下调则与退出静息状态相关。通路分析显示，损伤后存在发育阶段特异性的变化，幼体主要表现为细胞外信号传导和细胞骨架重组，成体则主要表现为代谢和翻译重塑。尽管偏离了稳态，损伤诱导的幼体和成体GRN仍不同于胚胎hERG细胞的调控程序。因此，幼体和成体祖细胞遵循从各自的基线状态沿不同轨迹趋向一种相关的损伤反应状态，在各自的情境中获得共同的再生相关特征。
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Mehmet Ilyas Cosacak
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Dmitrii Severinov
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Markus Westphal
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Kim Heilemann
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Denise Baerhold
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德累斯顿再生治疗中心，分子与细胞
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Anja Bretschneider
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Susanne Reinhardt
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Thomas Becker
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Catherina G Becker
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Anna R Poetsch
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脊髓损伤后的再生需要
祖细胞将损伤相关信号转化为基因调控程序的协调重塑。哺乳动物脊髓祖细胞在损伤后的神经元生成能力有限，而斑马鱼能够再生脊髓神经元并恢复运动功能。为研究使斑马鱼脊髓祖细胞——室管膜-放射状胶质（ependymo-radial glia，ERG）细胞——能够生成新神经元的调控变化，我们结合了胚胎期、幼体期和成体期的单核基因表达与染色质可及性分析，以及基于主题模型的基因调控网络（gene regulatory network，GRN）推断。我们发现，幼体和成体ERG细胞从不同的调控基线状态进入损伤应答：幼体祖细胞以胶质细胞生成程序为特征，而成体祖细胞则维持相对静息的状态。损伤后，这两类细胞群逐渐改变其基线程序，并转向一个以应激响应和染色质相关调控因子为标志的损伤相关模块，这些因子包括jun、hmga1a、hmga2、ybx1和foxj1a。幼体中，Notch相关调控因子核因子I A（nfia）和hey1的表达降低，支持其偏离稳态；而在成体中，同一核因子及bhlhe41等其他转录因子（TF）的下调与静息状态的退出相关。通路分析显示，损伤后存在发育阶段特异性的变化，幼体主要表现为细胞外信号传导和细胞骨架重组，成体则主要表现为代谢和翻译重塑。尽管偏离了稳态，损伤诱导的幼体和成体GRN仍不同于胚胎期hERG的调控程序。因此，幼体和成体祖细胞沿着不同的轨迹，从各自的基线状态走向一种
相关的损伤反应性状态，在该状态下，细胞在各自的情境中获得共同的再生相关特征。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
已声明的资助方信息
德国研究联合会，
，514187677
亚历山大·冯·洪堡基金会，
德国癌症援助基金会
，德累斯顿米尔德里德·舍尔青年研究人员中心 P2
版权
本预印本的版权所有者为作者／资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
本预印本依据
CC-BY-NC 4.0 国际许可协议
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Roscito
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Thomas
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,
Catherina G
Becker
,
Anna R
Poetsch
bioRxiv
2026.07.24.740552；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.07.24.740552
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2026.07.24.740552；
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https://doi.org/10.64898/2026.07.24.740552
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关键词：脊髓损伤 · 神经祖细胞 · 斑马鱼再生 · 基因调控网络 · 单核组学 · 染色质可及性
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.24.740552v1?rss=1