Pippin系列全自动DNA片段回收仪用于揭秘TGFB1在肠道再生中作用
背景知识：
人的肠道上皮细胞具有不可思议的受损自愈能力。肠上皮是单层细胞，可形成隐窝和绒毛结构。稳态时，肠上皮由位于隐窝内干细胞和原始祖细胞的增殖推动，表现出高的更新频率，约每3-5天迭代一次。隐窝细胞的高增殖率使隐窝对急性炎症、化疗或放疗等造成的损伤极为敏感。遭遇损伤后，干细胞通常会丢失，而具有可分化的上皮细胞系迁移至损伤区域，恢复肠道干细胞 (ISCs)，其中就包含了对损伤修复再生很重要的隐窝基底柱状干细胞 (CBCs)。了解组织再生的自然机制，对于旨在恢复或替换缺陷胃肠道组织的细胞疗法至关重要。因此，研究肠道内驱动再生反应的细胞，以及肠道组织再生能力的信号机制，是找到新的肠道再生治疗途径关键点。
2023年10月，东南大学生命科学与技术学院、“发育与疾病相关基因”教育部重点实验室陈磊教授团队联合美国罗格斯大学Michael Verzi教授团队在《Cell Stem Cell》（IF：23.29）杂志发表了题为“TGFB1 induces fetal reprogramming and enhances intestinal regeneration”的研究论文。该研究探讨了微环境细胞在肠损伤修复过程中的相互作用，并发现了TGFB信号传导在肠损伤后再生修复中的重要作用。同时提出可以体外诱导胚胎样类器官增强其再生能力，通过体内移植这些诱导的类器官来治疗肠损伤的新策略。
实验方法：
利用遗传小鼠模型、表观遗传学（ATAC-seq&ChIP-seq）、细胞群和单细胞RNA测序（scRNA-seq）以及组织/类器官培养方法，探索了肠上皮细胞、间充质细胞和免疫细胞之间的相互作用，以及TGFB信号传导在肠损伤后再生修复中的重要作用。
其中 ChIP-seq的文库制备，由Sage Science公司的 Pippin系列全自动DNA片段回收仪特异性地富集目的蛋白结合的DNA片段，去除杂带，并且依据Pippin回收仪设置的回收范围，设置生信分析流程中shift size （人为指定reads延伸的长度）参数值，这样有利于提高预测结合位点（peak）的准确性，精准找到目的蛋白结合位点，减少非特异性结合的干扰（图1）。
图1. ChIP-seq显示SMAD4与小鼠肠上皮中Sox9和Ctgf的基因座结合
在这项研究中，采用高通量测序、小鼠遗传模型、小鼠和人类类器官模型多种方法的组合，发现TGFB信号在辐照后的肠道中被激活，且TGFB1的主要来源是单核细胞/巨噬细胞。并进一步探讨了TGFB信号传导与再生肠上皮的关系，以及TGFB1暴露后肠间质促进再生的能力。接着发现TGFB1通过激活促再生转录因子YAP和SOX9在上皮中诱导胚胎样再生状态，从而在促进肠道再生中发挥关键作用。另外，在肠道类器官移植到肠损伤小鼠体内的实验中，发现TGFB1预处理的肠道类器官比起对照组表现出更强的类器官定植和再生的能力。这些结果表明，TGFB信号的调节可以增强人类肠道的再生（图2）。
图2. TGFB1在肠道再生中作用机制图示
综上所述，该研究发现TGFB可以诱导YAP-SOX9再生信号相关的回路，在肠道损伤修复过程中具有重要作用。通过诱导胚胎样类器官来增强类器官的再生能力，提高类器官体内移植对肠损伤的治疗效果。该研究对肠损伤的再生医学或细胞疗法具有潜在的临床意义。
引用文献：
Chen, Lei, et al. "TGFB1 induces fetal reprogramming and enhances intestinal regeneration." Cell Stem Cell 30.11 (2023): 1520-1537.
Sage Science是全球领先的研发制造Pippin系列全自动核酸电泳片段回收仪的生产厂家，拥有美国技术专利，各个型号产品可以高效完成不同长度范围的DNA片段的精准回收，广泛用于二代测序、三代测序以及多种分子生物学相关领域。
2023年Sage Science全新推出最新Pippin24全自动核酸电泳分析回收系统，该系列在保留PippinHT高速高通量的特点之上，配置选择上更加灵活，既可以为短片段回收的用户提供更具性价比的产品，也可以通过模块配置升级实现片段筛选回收、电泳图谱分析、核酸浓度测定等更多更全面的功能。
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