继承熵量化了人类骨髓间充质细胞中表观遗传调控的细胞周期退出
生物物理
2025-10-22 v1 统计力学
种群与进化
摘要
人类骨髓间充质细胞(BMSC)包括具备突破性治疗潜力的骨骼干细胞。然而，BMSC群落在体内行为极其异质，这是由于其不同功能所致——这种不确定性是骨骼再生疗法最大的障碍。群落水平的异质性引发了一个根本性问题：一个群落作为一个整体是如何与另一个群落表现不同的？如果细胞间的变异仅是一种不相关的随机过程，那么一个装有约百万细胞的移植准备好的群落就足够产生统计均质性，从而消除任何群落层面的特征。一个可能的答案是： originating 细胞之间的差异被传递给其后代并通过一种遗传机制持续存在。然而，非基因遗传继承在实验和理论层面上仍然难以捉摸。本文证明了BMSC clonal 群落的血统拓扑异质性由调控细胞周期退出的遗传特性所决定。本结果的基石是定义一种新型的群落熵，其衡量的是inactive 细胞在增殖树的不同分支中分布中遗传 ramifications。我们测量了32个BMSC clonal 群落的熵，并显示在绝大多数克隆中，这种熵显著小于其对应的非遗传性血统的熵。这一结果表明，遗传性表观遗传因素在决定骨髓间充质细胞的周期退出方面发挥着主要作用。
引用
@article{arxiv.2510.18589,
title = {Inheritance entropy quantifies epigenetic regulation of cell-cycle exit in human bone marrow stromal cells},
author = {Alessandro Allegrezza and Riccardo Beschi and Domenico Caudo and Andrea Cavagna and Alessandro Corsi and Antonio Culla and Samantha Donsante and Giuseppe Giannicola and Irene Giardina and Giorgio Gosti and Tomas S. Grigera and Stefania Melillo and Biagio Palmisano and Leonardo Parisi and Lorena Postiglione and Mara Riminucci and Francesco Saverio Rotondi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.18589},
year = {2025}
}