Science綜述:干細(xì)胞如何維持可塑性
日期:2014-06-16 09:43:14
在日常生活中,我們的身體不斷經(jīng)受著考驗(yàn):細(xì)胞暴露于外部環(huán)境中,接受刺激發(fā)生剝離,比如我們的皮膚在風(fēng)吹日曬中受到損耗。盡管我們沒(méi)有看到這一過(guò)程,但是細(xì)胞確實(shí)定期發(fā)生了更換,并且這也是身體必需的一個(gè)過(guò)程。
干細(xì)胞是這一過(guò)程的主導(dǎo)者,每個(gè)上皮細(xì)胞通過(guò)其自身獨(dú)特的微環(huán)境,分化成組織所需的特殊細(xì)胞。來(lái)自霍德華休斯醫(yī)學(xué)院,洛克菲勒大學(xué)的兩位學(xué)者就這一內(nèi)容進(jìn)行了綜述介紹,他們探討了不同類型的干細(xì)胞如何保持其可塑性和可逆性,還有如何重新獲得長(zhǎng)期的自我更新能力,此外作者還討論了細(xì)胞可塑性對(duì)再生醫(yī)學(xué)和癌癥的影響。
干細(xì)胞是一類特殊的細(xì)胞,由于有潛力生成一些具有特定功能的特化細(xì)胞,干細(xì)胞在醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的價(jià)值。干細(xì)胞生成這些分化細(xì)胞的能力對(duì)于機(jī)體的正常維持、生長(zhǎng)及修復(fù)至關(guān)重要。
科學(xué)家們一直希望能破解干細(xì)胞如何分化,以及什么指揮其分化的奧秘,近期一組研究人員發(fā)現(xiàn)了一類特殊的過(guò)度細(xì)胞:過(guò)渡擴(kuò)充細(xì)胞(Transit-Amplifying Cell,TACs)。許多類型的哺乳動(dòng)物干細(xì)胞都生成TACs,TACs是干細(xì)胞和其最終產(chǎn)物:血液、皮膚和別處完全分化的細(xì)胞之間的一種中間體。在過(guò)去,人們將TACs視作是坐等被動(dòng)生成組織的一群細(xì)胞。沒(méi)有人會(huì)想到它們起著調(diào)控作用。
5月的一項(xiàng)研究通過(guò)敲除成年小鼠毛囊中的負(fù)責(zé)基因使得TACs無(wú)法生成Sonic Hedgehog蛋白。由此,毛囊干細(xì)胞和它們TACs的增殖均受到了影響。研究人員進(jìn)一步證實(shí)靜息干細(xì)胞群增殖需要Sonic Hedgehog。TACs是許多不同的干細(xì)胞譜系的一個(gè)階段,研究人員斷定盡管精確的機(jī)制有可能有所差異,在我們的血液和腸等其他組織中TACs有可能發(fā)揮了相似的作用。
另外,今年2月,來(lái)自來(lái)自澳大利亞的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)乳腺干細(xì)胞和它們的被稱作祖細(xì)胞的子細(xì)胞具有比人們之前所認(rèn)為的更長(zhǎng)的壽命,并且在青春期和一生當(dāng)中都是有活性的。這項(xiàng)研究應(yīng)當(dāng)解決了這個(gè)科學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)一直存在的爭(zhēng)論,這是因?yàn)樗C實(shí)乳腺干細(xì)胞確實(shí)是真正的能夠自我更新的干細(xì)胞,能夠產(chǎn)生乳腺中的所有細(xì)胞。
這是乳腺干細(xì)胞的研究成果,腸腺研究方面,一組研究人員對(duì)小鼠小腸腸腺中側(cè)向抑制(lateral inhibition)和線性彈性的機(jī)制進(jìn)行了活體研究。他們發(fā)現(xiàn),腸腺細(xì)胞維持一個(gè)容許性的染色質(zhì)狀態(tài)——在該狀態(tài)下一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子來(lái)決定形成哪個(gè)細(xì)胞系,這一點(diǎn)是側(cè)向抑制的基礎(chǔ)。
這些都是值得關(guān)注的研究新成果,但是還有許多研究方面依然有待探討,如干細(xì)胞如何保持其可塑性和可逆性,干細(xì)胞重編程等等。
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