Microbiota regulates bone marrow mesenchymal stem cell lineage differentiation and immunomodulation.
Microbiota regulates bone marrow mesenchymal stem cell lineage differentiation and immunomodulation.
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微生物群调节骨髓间充质干细胞谱系分化和免疫调节
DOI：
10.1186/s13287-017-0670-7
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发表时间：
2017-09-29
影响因子：
7.5
通讯作者：
Zhang Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xiao E;He L;Wu Q;Li J;He Y;Zhao L;Chen S;An J;Liu Y;Chen C;Zhang Y
健康取决于内部和外部微环境的稳态。微生物群作为哺乳动物的外部微环境，在哺乳动物的多个器官系统的调节中起着关键作用。然而，目前还不清楚微生物群是否调节骨骼系统和骨髓间充质干细胞（BMMSC）的稳态。在这里，使用一个完善的无菌（GF）小鼠模型，我们表明，与无特定病原体（SPF）衍生的BMMSC相比，微生物群显着改变了BMMSC的干性。用SPF微生物群（常规（ConvD））定殖GF小鼠使BMMSC的增殖和分化能力正常化。另一方面，需要正常的微生物群通过诱导活化的T细胞凋亡和细胞因子分泌来维持BMMSC的免疫调节特性。在葡聚糖硫酸钠诱导的实验性结肠炎小鼠中，GF衍生的BMMSCs失去改善疾病表型的能力。从机制上讲，单细胞RNA测序分析表明，ConvD BMMSC与SPF衍生的BMMSC具有相似的基因表达模式，而SPF衍生的BMMSC与GF衍生的BMMSC具有不同的基因分布。
Health is dependent on the homeostasis of both inner and external microenvironments. The microbiota as the external microenvironment plays a critical role in regulation of several organ systems in mammals. However, it is unclear whether the microbiota regulates homeostasis of the skeletal system and bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSCs). Here, using a well-established germ-free (GF) mouse model, we show that the microbiota significantly alters the stemness of BMMSCs in comparison to specific-pathogen-free (SPF)-derived BMMSCs. Colonization of GF mice with SPF microbiota (conventionalized (ConvD)) normalizes the proliferation and differentiation abilities of BMMSCs. On the other hand, normal microbiota is required to maintain immunomodulatory properties of BMMSCs through induction of activated T-cell apoptosis and cytokine secretion. GF-derived BMMSCs lose the capacity to ameliorate disease phenotypes in dextran sulfate sodium-induced experimental colitis mice. Mechanistically, single-cell RNA-sequencing analysis shows that ConvD BMMSCs have a similar gene expression pattern to SPF-derived BMMSCs, which have a distinct gene distribution from GF-derived BMMSCs.
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影响因子：
5.6
作者：
Britton, Robert A.;Irwin, Regina;Quach, Darin;Schaefer, Laura;Zhang, Jing;Lee, Taehyung;Parameswaran, Narayanan;McCabe, Laura R.
通讯作者：
McCabe, Laura R.
影响因子：
23.9
作者：
Zhou, Bo O.;Yue, Rui;Murphy, Malea M.;Peyer, James G.;Morrison, Sean J.
通讯作者：
Morrison, Sean J.
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作者：
Lemon KP;Armitage GC;Relman DA;Fischbach MA
通讯作者：
Fischbach MA
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作者：
Yang, Li-Chan;Wu, Jin-Bin;Lin, Wen-Chuan
通讯作者：
Lin, Wen-Chuan
影响因子：
5.6
作者：
Mccabe, Laura R.;Irwin, Regina;Schaefer, Laura;Britton, Robert A.
通讯作者：
Britton, Robert A.