Wound epidermis (WE) and the apical epithelial cap (AEC) are believed to trigger regeneration of amputated appendages such as limb and tail in amphibians by producing certain secreted signaling molecules. To date, however, only limited information about the molecular signatures of these epidermal structures is available. Here we used a transgenic Xenopus laevis line harboring the enhanced green fluorescent protein (egfp) gene under control of an es1 gene regulatory sequence to isolate WE/AEC cells by performing fluorescence-activated cell sorting during the time course of tail regeneration (day 1, day 2, day 3 and day 4 after amputation). Time-course transcriptome analysis of these isolated WE/AEC cells revealed that more than 8,000 genes, including genes involved in signaling pathways such as those of reactive oxygen species, fibroblast growth factor (FGF), canonical and non-canonical Wnt, transforming growth factor β (TGF β) and Notch, displayed dynamic changes of their expression during tail regeneration. Notably, this approach enabled us to newly identify seven secreted signaling molecule genes (mdk, fstl, slit1, tgfβ1, bmp7.1, angptl2 and egfl6) that are highly expressed in tail AEC cells. Among these genes, five (mdk, fstl, slit1, tgfβ1 and bmp7.1) were also highly expressed in limb AEC cells but the other two (angptl2 and egfl6) are specifically expressed in tail AEC cells. Interestingly, there was no expression of fgf8 in tail WE/AEC cells, whose expression and pivotal role in limb AEC cells have been reported previously. Thus, we identified common and different properties between tail and limb AEC cells.

中文翻译：

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细胞类型特异性转录组分析揭示了附件再生过程中在顶上皮帽中表达的分泌信号分子基因。

据信，伤口表皮（WE）和顶端上皮帽（AEC）通过产生某些分泌的信号分子，触发两栖动物截肢的肢体（如肢体和尾巴）再生。然而，迄今为止，仅可获得关于这些表皮结构的分子标记的有限信息。在这里，我们使用了具有增强的绿色荧光蛋白（egfp）基因的转基因非洲爪蟾（Xenopus laevis）品系，该基因在es1基因调控序列的控制下，通过在尾巴再生的时间过程中进行荧光激活的细胞分选来分离WE / AEC细胞（第1天，截肢后的第2天，第3天和第4天）。对这些分离的WE / AEC细胞进行时程转录组分析后发现，共有8,000多个基因，包括参与信号传导途径的基因，例如活性氧，成纤维细胞生长因子（FGF），规范性和非规范性Wnt，转化生长因子β（TGFβ）和Notch在尾巴再生过程中表现出动态表达变化。值得注意的是，这种方法使我们能够新鉴定出在尾部AEC细胞中高度表达的七个分泌的信号分子基因（mdk，fstl，slit1，tgfβ1，bmp7.1，angptl2和egf16）。在这些基因中，五个（mdk，fstl，slit1，tgfβ1和bmp7.1）在肢体AEC细胞中也高度表达，而其他两个（angptl2和egfl6）在尾部AEC细胞中特异性表达。有趣的是，fgf8在尾WE / AEC细胞中没有表达，其表达和在肢体AEC细胞中的关键作用已有报道。因此，我们确定了尾巴和肢体AEC细胞之间的共有和不同的属性。转化生长因子β（TGFβ）和Notch在尾巴再生过程中表现出动态表达变化。值得注意的是，这种方法使我们能够新鉴定出在尾部AEC细胞中高度表达的七个分泌的信号分子基因（mdk，fstl，slit1，tgfβ1，bmp7.1，angptl2和egf16）。在这些基因中，五个（mdk，fstl，slit1，tgfβ1和bmp7.1）在肢体AEC细胞中也高度表达，而其他两个（angptl2和egfl6）在尾部AEC细胞中特异性表达。有趣的是，fgf8在尾WE / AEC细胞中没有表达，其表达和在肢体AEC细胞中的关键作用已有报道。因此，我们确定了尾巴和肢体AEC细胞之间的共有和不同的属性。转化生长因子β（TGFβ）和Notch在尾巴再生过程中表现出动态表达变化。值得注意的是，这种方法使我们能够新鉴定出在尾部AEC细胞中高度表达的七个分泌的信号分子基因（mdk，fstl，slit1，tgfβ1，bmp7.1，angptl2和egf16）。在这些基因中，五个（mdk，fstl，slit1，tgfβ1和bmp7.1）在肢体AEC细胞中也高度表达，而其他两个（angptl2和egfl6）在尾部AEC细胞中特异性表达。有趣的是，fgf8在尾WE / AEC细胞中没有表达，其表达和在肢体AEC细胞中的关键作用已有报道。因此，我们确定了尾巴和肢体AEC细胞之间的共有和不同的属性。这种方法使我们能够新发现在尾部AEC细胞中高度表达的七个分泌信号分子基因（mdk，fstl，slit1，tgfβ1，bmp7.1，angptl2和egf16）。在这些基因中，五个（mdk，fstl，slit1，tgfβ1和bmp7.1）在肢体AEC细胞中也高度表达，而其他两个（angptl2和egf16）则在尾部AEC细胞中特异性表达。有趣的是，fgf8在尾WE / AEC细胞中没有表达，其表达和在肢体AEC细胞中的关键作用已有报道。因此，我们确定了尾巴和肢体AEC细胞之间的共有和不同的属性。这种方法使我们能够新发现在尾部AEC细胞中高度表达的七个分泌信号分子基因（mdk，fstl，slit1，tgfβ1，bmp7.1，angptl2和egf16）。在这些基因中，五个（mdk，fstl，slit1，tgfβ1和bmp7.1）在肢体AEC细胞中也高度表达，而其他两个（angptl2和egf16）则在尾部AEC细胞中特异性表达。有趣的是，fgf8在尾WE / AEC细胞中没有表达，其表达和在肢体AEC细胞中的关键作用已有报道。因此，我们确定了尾巴和肢体AEC细胞之间的共有和不同的属性。1）在肢体AEC细胞中也高表达，而其他两个（angptl2和egf16）在尾部AEC细胞中特异性表达。有趣的是，fgf8在尾WE / AEC细胞中没有表达，其表达和在肢体AEC细胞中的关键作用已有报道。因此，我们确定了尾巴和肢体AEC细胞之间的共有和不同的属性。1）在肢体AEC细胞中也高表达，而其他两个（angptl2和egf16）在尾部AEC细胞中特异性表达。有趣的是，fgf8在尾WE / AEC细胞中没有表达，其表达和在肢体AEC细胞中的关键作用已有报道。因此，我们确定了尾巴和肢体AEC细胞之间的共有和不同的属性。