“娟娟雙蛺蝶，宛轉(zhuǎn)飛花側(cè)”又到一年蝴蝶忙，它們的翩翩舞姿不僅妝點了夏天的熱情，它們的翅膀還有可能是具有臨床價值的寶貴生物材料。南通大學(xué)顧曉松教授團隊在近日發(fā)表的研究成果中，以兩種蝴蝶翅膀作為神經(jīng)移植材料，探究了具有不同表面結(jié)構(gòu)的蝴蝶翅膀?qū)τ谑┩毎L模式的影響機制。施旺細胞被接種在 M.m. 蝴蝶翅膀材料后，與細胞粘附，運動和生長等生物學(xué)事件相關(guān)通路被激活，并表現(xiàn)出有規(guī)律的生長模式，這表明 M.m. 蝴蝶翅膀特殊的表面結(jié)構(gòu)可能有助于促進神經(jīng)損傷的再生。這篇文章發(fā)表在國際材料科學(xué)領(lǐng)域著名雜志《ACS NANO》（IF=13.709）上，其中的轉(zhuǎn)錄組測序及生信分析服務(wù)由伯豪生物提供。

文章亮點

1. WGCNA 分析

為了揭示施旺細胞在兩種蝴蝶翅膀上產(chǎn)生不同生長行為的機制，文章應(yīng)用加權(quán)共表達網(wǎng)絡(luò)分析（WGCNA），在 M.m 組。中鑒定了 14 個共表達模塊，通過開展基于轉(zhuǎn)錄組的網(wǎng)絡(luò)分析，找到了關(guān)鍵的差異表達基因（DEGs）。

M. m. 蝶翅材料培養(yǎng)的細胞生長調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

在接種后第 1 階段（0.5 小時 - 3 小時），M.m. 組中的上調(diào)基因主要與細胞粘附，細胞運動，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和細胞膜組分等相關(guān)，這與觀察到的細胞生長行為一致。同時，模塊分析結(jié)果也表明，接種后細胞早期活化的生物學(xué)過程，包括溶酶體活動，因此，可以推測，溶酶體相關(guān)活動包括細胞中的化合物轉(zhuǎn)運和 / 或信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，是確定 M.m. 蝴蝶的翅膀上 SC 生長模式的關(guān)鍵因素。

Stage 1 (0.5 h to 3 h) 差異基因熱圖及 PPI 網(wǎng)絡(luò)圖

2.  轉(zhuǎn)錄因子（TF）調(diào)控網(wǎng)絡(luò)分析

為了確定觀察到的 DEGs 由哪些轉(zhuǎn)錄因子（TFs）調(diào)節(jié)，文章進行了調(diào)控網(wǎng)絡(luò)推斷分析，幾個重要的 TFs，包括 Rela，Ccnd1，Hmga1，Htt 和 Crebbp 等，被指定為潛在的調(diào)節(jié)因子。結(jié)果表明，在這些預(yù)測的關(guān)鍵基因中，在不同生長階段的調(diào)控中，反復(fù)出現(xiàn)的 Htt 引起了作者的注意，并且，已知的 Htt 能夠在微管介導(dǎo)的運輸和囊泡功能中具有重要作用。

轉(zhuǎn)錄因子 Htt 敲降后的細胞表型

Htt 在 M.m 中顯著高表達，并且對于 Htt 進行 RNAi 后，生長在 M.m 翅材料上的施旺細胞表現(xiàn)出無序生長的現(xiàn)象，表明 Htt 是 M.m 移植材料促進神經(jīng)損傷再生的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。

實驗結(jié)論

M.m. 蝴蝶翅表面的天然溝槽結(jié)構(gòu)有利于施旺細胞的生長，體內(nèi)實驗表明 M.m. 蝴蝶翅膀來源的材料用于神經(jīng)移植，能夠激活失望細胞的溶酶體活動，促進坐骨神經(jīng)損傷后再生，表明這種昆蟲材料可能是非常具有研究價值的神經(jīng)移植仿生材料。

原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b00552