母乳喂养是婴儿的规范喂养方式，是一个公共卫生问题，因为它可以提高婴儿的存活率和母亲的健康。但是，全世界有5-15%的妇女患有乳腺发育异常和泌乳功能障碍。Notch信号通路被广泛报道参与乳腺干细胞的维持、细胞命运的决定和乳腺发育和成熟过程中的分化。Notch1在乳腺干细胞中的激活对于促进乳腺细胞的分化和推动单能性雌激素受体阴性乳腺细胞的渐进转化是必需的。
Kindlin-2是由FERMT2基因编码的一种重要的整合素结合蛋白，它在中胚层来源的器官中高度表达，包括平滑肌、心脏、血管和骨骼。肌上皮细胞在乳腺发育中起着重要的作用，但关于肌上皮细胞如何控制妊娠期间腺泡细胞分化的分子机制还不太清楚。
2023年10月，北京大学基础医学院、北京大学国际癌症研究院张宏权/战军研究团队在Cell Death& Disease杂志上发表题为 Kindlin-2 in myoepithelium controls luminal progenitor commitment to alveoli in mouse mammary gland的研究论文。
本文发现在肌上皮细胞中缺失Kindlin-2会损害乳腺形态发生、腺泡细胞形成和泌乳。利用五种基因修饰的小鼠模型结合单细胞RNA测序，我们发现在肌上皮细胞中存在一个Kindlin-2–Stat3–Dll1信号级联，它能够使管腔细胞中的Notch信号通路失活，从而促进管腔祖细胞向腺泡细胞的分化。单细胞谱分析显示，Kindlin-2缺失显著降低了成熟肺泡细胞的比例。在分子机制方面，Kindlin-2在肌上皮细胞中的缺失促进了Stat3的激活和Dll1的上调，这些因素激活了管腔细胞中的Notch信号通路，并抑制了妊娠期间管腔祖细胞的分化和成熟。
用橘皮素抑制Notch1，使Kindlin-2在肌上皮细胞中缺失的妊娠小鼠的管腔祖细胞恢复了分化能力。总之，文章证明了Kindlin-2是肌上皮细胞控制妊娠期间管腔祖细胞向腺泡细胞转化的必需因素。
实验部分
由于肌上皮是一种特殊肌肉样分化的上皮细胞，在大多数情况下薄薄附着在管腔上皮细胞上，这样导致其存在比例较低，并且在传统分析过程中和管腔上皮存在串扰，无法精确进行量化分析，故研究者通过大量前期研究认为使用传统测序方法研究的分辨率无法满足需求，转而关注单细胞多组学定量分析技术，实现了在不破坏原始组织结构形态的基础上对其表达及分布情况进行了深入分析。为了保证单细胞多组学定量分析数据的精准可靠，本文中全部免疫荧光图像及定量分析结果，都使用了TissueGnostics公司的Tissue Cytometry技术进行分析及验证。
Panel 1: CK5，CK8，Kindlin-2
在实验细节上，研究者首先关注了Kindlin-2在乳腺中的生理分布，发现Kindlin-2在CK5标记的肌上皮细胞中高表达，而且证实在基因敲除小鼠中其表达有显著降低，为后续的实验建立了研究基础。（Panel1）
Panel 2: CK5，DII1，CK8，Notch1
接下来，为了检测肌上皮中的Dll1和腔上皮中的Notch1，进一步在组织原位证实肌上皮缺失Kindlin-2会激活了肌上皮与腔上皮之间的Notch信号通路，与单细胞拟时序分析结果相呼应，研究者使用了多重免疫荧光定量分析技术，从单细胞识别层面通过位置分析，判断肌上皮和管腔上皮之间的信号通路是否通过接触来实现。（Panel2）
Panel 3: CK5，STAT3，STAT3 pY705，DII1
最后，为了证实Kindlin-2和Stat3在乳腺微环境中的原位调节相互作用，研究者利用荧光多色免疫标记技术在E18.5肌上皮缺失Kindlin-2小鼠（K14-Cre+; Kindlin-2flox/flox）乳腺检测肌上皮中的Dll1和Stat3 Y705和S727位点的磷酸化水平，在组织原位证实了Kindlin-2–Stat3–Dll1信号级联的存在。（Panel3）
Figure 1 哺乳动物上皮特异性敲除Kindlin-2抑制雌性小鼠的泌乳
B：K14-Cre + ; Kindlin-2flox/flox 或者 K14-Cre-; Kindlin-2flox/flox对照组4月龄小鼠乳腺的CK5(绿色)、Kindlin-2(红色)、CK8(紫色)和DAPI(蓝色)的多色免疫荧光图像。
Figure 2 Kindlin-2的肌上皮细胞特异性敲除通过上调P18.5乳腺中的Dll1激活Notch信号通路管腔上皮中的肌上皮和Notch1
D：K14-Cre+中P18.5乳腺的CK5（绿色）、Dll1（红色）、CK8（紫色）、Notch1（黄色）和DAPI（蓝色）；Kindlin-2flox/flox或K14-Cre-；Kindlin-2 flox/flox同窝对照小鼠的多色免疫荧光图像。
G：统计分析显示在K14-Cre+中P18.5处CK5+细胞中Dll1+细胞和CK8+细胞中Notch1+细胞的百分比；Kindlin-2flox/flox组与K14-Cre-组比较。
Figure 3 Kindlin-2的缺失激活了肌上皮中的STAT3并上调了Dll1。
A：K14-Cre+；Kindlin-2 Flox或K14-Cre-；Kindlin-2 Flox/Flox雌性P18.5乳腺的CK5(绿色)、STAT3(橙色)、STAT3 pY705(青色)、DL11(红色)和DAPI(蓝色)的多色免疫荧光图像
B：统计分析显示在K14-Cre+中的P18.5处，CK5+细胞中的STAT3+细胞、CK5+中的STAT3-pY705+细胞和CK5+单元中的Dll1+细胞的百分比；Kindlin-2flox/flox组与K14-Cre-组比较；Kindlin-2 flox/flox组。
***值得关注的是，在文章讨论部分，研究者提出未来需要进一步研究来确定 Kindlin-2 和 Jak2-Stat3-Dll1 轴之间的调节相互作用，以及Kindlin-2、Jak-Stat信号通路（与炎症相关）和Notch信号通路（与细胞干性和命运分化相关）之间的复杂调控过程，是否与乳腺炎和乳腺癌等乳腺相关疾病有关。这些更深入的探索内容依然可以通过Tissue Cytometry技术中，细胞组织空间作用网络研究模块来实现。