通过双脉冲追踪范式展示唾液腺发育和再生过程中的干/祖细胞动力学

Stem/progenitor cell dynamics during salivary gland development and regeneration demonstrated by the double pulse-chase paradigm.

作者信息Shusuke Ohshima, Angela Quispe-Salcedo, Hiroko Ida-Yonemochi, Yushi Ueki, Arata Horii, Hayato Ohshima
PMID40837863
发布时间2025-08-13
DOI10.1016/j.reth.2025.08.007

实验完整度

包含体外细胞标记追踪(H2B-GFP和EdU双重标记)、体内导管结扎再生模型、免疫组化检测及统计分析,多个独立证据层级且包含功能验证。

主要模型

TetOP-H2B-GFP转基因小鼠 C57/BL6小鼠唾液腺导管结扎模型

重点核对

Dox诱导H2B-GFP表达的时间窗口(E15至P7或6周龄4天) EdU注射剂量(100 μg/g体重)和频率(每日两次) 导管结扎持续时间(1周)及去结扎后观察时间点 细胞类型鉴定标记(Ki67、SOX2、αSMA、AQP5等)

摘要

Introduction: Active and quiescent stem cells coexist in hair follicles and intestinal crypts; however, their localization and differentiation potential in the salivary dynamics are unknown. This study aimed to clarify the cellular dynamics that occur during salivary gland development and regeneration in the duct ligation model with a focus on the role of label retaining cells (LRCs), presumably quiescent stem cells, in these processes.Methods: Doxycycline-inducible TetOP-histone 2B (H2B)-green fluorescent protein (GFP) transgenic mice [GFP expression was induced during embryonic day 15 (E15)-postnatal day 7 (P7)] followed by EdU (5-ethynyl-2'-deoxyuridine) administration at P10-14 to chase the LRCs during development. In addition, LRCs were labeled with GFP immediately before salivary gland duct ligation and EdU was administered after the ligation was released to chase the LRCs with GFP and EdU during tissue repair.Results and conclusions: During development, GFP (+) EdU (-) LRCs were abundant in striated duct cells (SDCs) and GFP (+) EdU (+) LRCs were primarily localized to the intercalated duct cells (IDCs) at P21. Labeling of the GFP (+) LRCs faded as well as the EdU (+) LRCs at P70. During tissue repair, GFP (+) EdU (+) LRCs were colocalized in the IDCs and myoepithelium cells (MECs), whereas the GFP (+) EdU (+) acinar cells (ACs) appeared over time. These results suggest that salivary gland quiescent stem/progenitor cells are present in the IDCs during development and that quiescent stem/progenitor cells in the IDCs and MECs differentiate into ACs during tissue repair.

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
唾液腺发育和再生过程中,静止的干/祖细胞(LRCs)的定位和分化潜能是什么?
核心机制
发育期闰管细胞(IDCs)和肌上皮细胞(MECs)中的静止干/祖细胞在组织损伤后分化成为腺泡细胞(ACs)。
主要证据
通过TetOP-H2B-GFP小鼠和EdU双标记追踪,观察到GFP和EdU双阳性细胞在发育期主要位于闰管和肌上皮,在再生过程中这些细胞逐渐出现于腺泡细胞。
研究意义
该模型有助于阐明唾液腺损伤后腺泡细胞分化过程中静止干细胞的行为,可能对再生医学有重要意义。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

发育期LRCs动态追踪

观察唾液腺发育过程中,GFP标记的LRCs在不同细胞类型中的分布和变化。

使用TetOP-H2B-GFP小鼠,在E15或从胚胎期至出生后1周通过饮用含Dox的水诱导GFP表达,随后在不同时间点(P0-P70)取样,并通过免疫组化检测GFP、Ki67、αSMA等标记。

2

发育期双标记(GFP和EdU)追踪

结合H2B-GFP和EdU标记,识别发育过程中的LRCs并分析其增殖和定位。

在P10-P14天,对已用GFP标记的小鼠腹腔注射EdU(100 μg/g体重),每日两次,持续4天,随后在1、2、8周后取样,通过共聚焦显微镜观察GFP和EdU的分布,并进行免疫组化检测Ki67、SOX2等。

3

导管结扎诱导的损伤和再生模型建立

建立可逆的唾液腺损伤模型,观察损伤和再生过程中的细胞动力学变化。

对6周龄4天大的C57/BL6小鼠进行主排泄管结扎,1周后拆除结扎,在结扎后3天、5天、1周以及去结扎后1、2、4周取样,通过H&E染色、Ki67和AQP5免疫组化观察形态和增殖变化。

4

再生过程中LRCs的动态追踪

在损伤再生过程中,追踪GFP和EdU标记的LRCs,观察其分化去向。

在6周龄诱导TetOP-H2B-GFP小鼠GFP表达4天,然后进行导管结扎,1周后拆除,去结扎后注射EdU(100 μg/g体重)每日两次持续1周,在1、2、8周后取样分析GFP和EdU共定位,并进行SOX2和αSMA免疫组化。

5

再生早期LRCs的追踪

观察再生早期(3-14天)LRCs的分布和分化。

在TetOP-H2B-GFP小鼠中,从胚胎期至出生后1周标记GFP,于6周龄结扎,1周后去结扎,随后注射EdU(100 μg/g体重)每日两次持续1周,在去结扎后3、5、7、14天取样分析。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DomitorNippon Zenyaku Kogyo Co, Ltd--
VetorphaleMeiji Seika Pharma Co, Ltd--
七氟烷Fujifilm Wako--
多西环素----
EdUFujifilm Wako--
Click-iT EdU成像试剂盒Thermo Fisher ScientificC10269
共聚焦激光扫描显微镜FV300Olympus--
立体显微镜CLS 150 MRLeica Microsystems, Inc.--
尼康E800荧光显微镜Nikon--
NIS-ElementsNikon Instrument Inc.--
WINROOFMitani Trading--
EZR----
Ki67抗体DakoCytomationM7249
AQP5抗体Biossbs-1554R
αSMA抗体DakoCytomationM0851
K19抗体Abcamab8591
K14抗体Sigma-AldrichMAB3232
SOX2抗体Abcamab92494
GFP抗体Medical and Biological Laboratories#598
波形蛋白抗体DaKoCytomationM0725
Alexa Fluor叠氮化物594Thermo Fisher ScientificA10270

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型与伦理
小鼠品系(C57/BL6和TetOP-H2B-GFP)、性别(雌雄并用)、伦理批准号(SA01232和SD01692)
阅读提示:Materials and Methods, 2.1 Animals
GFP标记
Dox给药浓度(1 mg/g)、给药时间(发育实验:E15至P7或6周龄4天;再生实验:6周龄连续4天)、给药方式(饮水中)
阅读提示:Materials and Methods, 2.3.1 Development (1)和(2), 2.3.3 Regeneration
EdU标记
EdU剂量(100 μg/g体重)、注射频率(每日两次)、注射时间(发育实验:P10-14持续4天;再生实验:去结扎后持续1周)
阅读提示:Materials and Methods, 2.3.1 Development (2), 2.3.3 Regeneration
导管结扎模型
结扎年龄(6周龄4天)、结扎持续时间(1周)、结扎部位(主排泄管)、缝线材料(5-0丝线)
阅读提示:Materials and Methods, 2.2 Ligation experiment
组织处理与检测
固定方法(4% PFA/4°C过夜)、包埋(石蜡)、切片厚度(4 μm)、抗体稀释度(Ki67 1:100, AQP5 1:100, αSMA 1:100, K19 1:300, K14 1:300, SOX2 1:100, GFP 1:400, vimentin 1:100)
阅读提示:Materials and Methods, 2.4 Histological analysis and immunohistochemistry