母乳喂養是嬰兒的規范喂養方式，是一個公共衛生問題，因為它可以提高嬰兒的存活率和母親的健康。但是，全世界有5-15%的婦女患有乳腺發育異常和泌乳功能障礙。Notch信號通路被廣泛報道參與乳腺干細胞的維持、細胞命運的決定和乳腺發育和成熟過程中的分化。Notch1在乳腺干細胞中的激活對于促進乳腺細胞的分化和推動單能性雌激素受體陰性乳腺細胞的漸進轉化是必需的。
Kindlin-2是由FERMT2基因編碼的一種重要的整合素結合蛋白，它在中胚層來源的器官中高度表達，包括平滑肌、心臟、血管和骨骼。肌上皮細胞在乳腺發育中起著重要的作用，但關于肌上皮細胞如何控制妊娠期間腺泡細胞分化的分子機制還不太清楚。
2023年10月，北京大學基礎醫學院、北京大學國際癌癥研究院張宏權/戰軍研究團隊在Cell Death& Disease雜志上發表題為 Kindlin-2 in myoepithelium controls luminal progenitor commitment to alveoli in mouse mammary gland的研究論文。
本文發現在肌上皮細胞中缺失Kindlin-2會損害乳腺形態發生、腺泡細胞形成和泌乳。利用五種基因修飾的小鼠模型結合單細胞RNA測序，我們發現在肌上皮細胞中存在一個Kindlin-2–Stat3–Dll1信號級聯，它能夠使管腔細胞中的Notch信號通路失活，從而促進管腔祖細胞向腺泡細胞的分化。單細胞譜分析顯示，Kindlin-2缺失顯著降低了成熟肺泡細胞的比例。在分子機制方面，Kindlin-2在肌上皮細胞中的缺失促進了Stat3的激活和Dll1的上調，這些因素激活了管腔細胞中的Notch信號通路，并抑制了妊娠期間管腔祖細胞的分化和成熟。
用橘皮素抑制Notch1，使Kindlin-2在肌上皮細胞中缺失的妊娠小鼠的管腔祖細胞恢復了分化能力?？傊?，文章證明了Kindlin-2是肌上皮細胞控制妊娠期間管腔祖細胞向腺泡細胞轉化的必需因素。
實驗部分
由于肌上皮是一種特殊肌肉樣分化的上皮細胞，在大多數情況下薄薄附著在管腔上皮細胞上，這樣導致其存在比例較低，并且在傳統分析過程中和管腔上皮存在串擾，無法精確進行量化分析，故研究者通過大量前期研究認為使用傳統測序方法研究的分辨率無法滿足需求，轉而關注單細胞多組學定量分析技術，實現了在不破壞原始組織結構形態的基礎上對其表達及分布情況進行了深入分析。為了保證單細胞多組學定量分析數據的精準可靠，本文中全部免疫熒光圖像及定量分析結果，都使用了TissueGnostics公司的Tissue Cytometry技術進行分析及驗證。
Panel 1: CK5，CK8，Kindlin-2
在實驗細節上，研究者首先關注了Kindlin-2在乳腺中的生理分布，發現Kindlin-2在CK5標記的肌上皮細胞中高表達，而且證實在基因敲除小鼠中其表達有顯著降低，為后續的實驗建立了研究基礎。（Panel1）
Panel 2: CK5，DII1，CK8，Notch1
接下來，為了檢測肌上皮中的Dll1和腔上皮中的Notch1，進一步在組織原位證實肌上皮缺失Kindlin-2會激活了肌上皮與腔上皮之間的Notch信號通路，與單細胞擬時序分析結果相呼應，研究者使用了多重免疫熒光定量分析技術，從單細胞識別層面通過位置分析，判斷肌上皮和管腔上皮之間的信號通路是否通過接觸來實現。（Panel2）
Panel 3: CK5，STAT3，STAT3 pY705，DII1
最后，為了證實Kindlin-2和Stat3在乳腺微環境中的原位調節相互作用，研究者利用熒光多色免疫標記技術在E18.5肌上皮缺失Kindlin-2小鼠（K14-Cre+; Kindlin-2flox/flox）乳腺檢測肌上皮中的Dll1和Stat3 Y705和S727位點的磷酸化水平，在組織原位證實了Kindlin-2–Stat3–Dll1信號級聯的存在。（Panel3）
Figure 1 哺乳動物上皮特異性敲除Kindlin-2抑制雌性小鼠的泌乳
B：K14-Cre + ; Kindlin-2flox/flox 或者 K14-Cre-; Kindlin-2flox/flox對照組4月齡小鼠乳腺的CK5(綠色)、Kindlin-2(紅色)、CK8(紫色)和DAPI(藍色)的多色免疫熒光圖像。
Figure 2 Kindlin-2的肌上皮細胞特異性敲除通過上調P18.5乳腺中的Dll1激活Notch信號通路管腔上皮中的肌上皮和Notch1
D：K14-Cre+中P18.5乳腺的CK5（綠色）、Dll1（紅色）、CK8（紫色）、Notch1（黃色）和DAPI（藍色）；Kindlin-2flox/flox或K14-Cre-；Kindlin-2 flox/flox同窩對照小鼠的多色免疫熒光圖像。
G：統計分析顯示在K14-Cre+中P18.5處CK5+細胞中Dll1+細胞和CK8+細胞中Notch1+細胞的百分比；Kindlin-2flox/flox組與K14-Cre-組比較。
Figure 3 Kindlin-2的缺失激活了肌上皮中的STAT3并上調了Dll1。
A：K14-Cre+；Kindlin-2 Flox或K14-Cre-；Kindlin-2 Flox/Flox雌性P18.5乳腺的CK5(綠色)、STAT3(橙色)、STAT3 pY705(青色)、DL11(紅色)和DAPI(藍色)的多色免疫熒光圖像
B：統計分析顯示在K14-Cre+中的P18.5處，CK5+細胞中的STAT3+細胞、CK5+中的STAT3-pY705+細胞和CK5+單元中的Dll1+細胞的百分比；Kindlin-2flox/flox組與K14-Cre-組比較；Kindlin-2 flox/flox組。
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***值得關注的是，在文章討論部分，研究者提出未來需要進一步研究來確定 Kindlin-2 和 Jak2-Stat3-Dll1 軸之間的調節相互作用，以及Kindlin-2、Jak-Stat信號通路（與炎癥相關）和Notch信號通路（與細胞干性和命運分化相關）之間的復雜調控過程，是否與乳腺炎和乳腺癌等乳腺相關疾病有關。這些更深入的探索內容依然可以通過Tissue Cytometry技術中，細胞組織空間作用網絡研究模塊來實現。