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新手已上路木蟲(chóng) (職業(yè)作家)
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科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了引導(dǎo)早期干細(xì)胞形成的分子信號(hào)
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研究者發(fā)現(xiàn)，兩種分子信號(hào)的交叉作用控制著早期干細(xì)胞形成。 干細(xì)胞在我們的生命活動(dòng)中就像一個(gè)雜活工，負(fù)責(zé)修復(fù)受損組織并更新正常身體組織，例如皮膚的生長(zhǎng)與脫落。科學(xué)家逐漸了解干細(xì)胞在成體身上所起的作用，但對(duì)胚胎發(fā)育過(guò)程中這些干細(xì)胞的來(lái)源卻所知甚少。 現(xiàn)在，洛克菲勒大學(xué)的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新的機(jī)制，這種機(jī)制可以指示細(xì)胞在胚胎發(fā)育過(guò)程中成為干細(xì)胞。這項(xiàng)研究發(fā)表在1月14日的《細(xì)胞》雜志上，它解釋了細(xì)胞之間的通信如何介導(dǎo)這一進(jìn)程，并可能為皮膚癌的治療提供新的思路。 “雖然對(duì)成體干細(xì)胞的了解越來(lái)越多，但是我們?nèi)詫?duì)它的起源知之甚少。在這項(xiàng)研究中，我們發(fā)現(xiàn),一旦單層的胚胎表皮細(xì)胞開(kāi)始向下分裂形成胚胎的頭芽，皮膚中毛囊內(nèi)的原始干細(xì)胞就會(huì)特化�！盧obin Chemers Neustein哺乳動(dòng)物細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的Elaine Fuchs解釋道。“這個(gè)時(shí)期比我們預(yù)想的要早一些，也使我們對(duì)這些非常特別的細(xì)胞的出現(xiàn)過(guò)程有新的認(rèn)識(shí)�！� 先有干細(xì)胞，還是先有干細(xì)胞龕？ 干細(xì)胞群從周?chē)募?xì)胞中得到信號(hào)，來(lái)決定是保持干細(xì)胞的身份，還是分化成別的特定細(xì)胞類(lèi)型。這些有引導(dǎo)作用的細(xì)胞群稱(chēng)為“龕（niche）”，用來(lái)維持成體干細(xì)胞的數(shù)量。目前，科學(xué)家還沒(méi)有了解的是干細(xì)胞龕如何形成，或者干細(xì)胞何時(shí)何地在胚胎發(fā)育中首次出現(xiàn)的。 “成體干細(xì)胞如何成為干細(xì)胞和如何控制細(xì)胞數(shù)量都依賴(lài)于干細(xì)胞龕的指引�！蔽恼碌牡谝蛔髡逿amara Ouspenskaia說(shuō)，“而問(wèn)題在于，是干細(xì)胞龕先出現(xiàn)才使其他細(xì)胞成為干細(xì)胞，還是其他的方式？比如干細(xì)胞先出現(xiàn)在其它地方，然后形成干細(xì)胞龕？” 在老鼠毛囊中有一個(gè)含有活躍干細(xì)胞的區(qū)域，F(xiàn)uchs和她的同事們?cè)谠搮^(qū)域調(diào)查了發(fā)生在毛囊中的首次細(xì)胞分裂。毛囊首先是一個(gè)名為基板（placode）的芽狀物，然后發(fā)育為由多種細(xì)胞共同構(gòu)成的多層組織。通過(guò)標(biāo)記含有基板的細(xì)胞并追蹤它們的分裂后代，研究人員發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞每一次分裂時(shí)，都有一個(gè)子細(xì)胞原地不動(dòng)，而另一個(gè)子細(xì)胞“跑路”到組織的另一層。進(jìn)一步研究表明，這個(gè)“逃亡者”最終成為了干細(xì)胞。這一發(fā)現(xiàn)十分重要，因?yàn)檫@是干細(xì)胞在該過(guò)程中首次出現(xiàn)，它意味著在干細(xì)胞龕形成之前就有干細(xì)胞存在。 飛出巢穴變成干細(xì)胞 細(xì)胞的特化（例如特化為肝臟細(xì)胞或者上皮細(xì)胞）取決于多種因素。比如其他細(xì)胞的分子信號(hào)可以控制特定基因開(kāi)關(guān)。Fuchs和同事觀察到兩個(gè)最終停止在不同位置的子細(xì)胞的分子信號(hào)活動(dòng)是不同的，他們致力于搞清楚信號(hào)如何決定細(xì)胞最終的命運(yùn)。 他們發(fā)現(xiàn)，逃走的子細(xì)胞前往的環(huán)境WNT信號(hào)比較弱，這種信號(hào)在胚胎發(fā)育中起到了十分重要的作用。相比而言，另一個(gè)子細(xì)胞所處環(huán)境的WNT信號(hào)較強(qiáng)。WNT信號(hào)的強(qiáng)度影響了細(xì)胞對(duì)另一種信號(hào)，即SHH的應(yīng)答——只有在WNT較弱的環(huán)境中細(xì)胞才能應(yīng)答SHH信號(hào)，并使細(xì)胞成為干細(xì)胞。 “這些細(xì)胞必須離開(kāi)‘家’，它們必須離開(kāi)WNT信號(hào)強(qiáng)的環(huán)境才能成為干細(xì)胞。”O(jiān)uspenskaia說(shuō)，“我們觀察到SHH信號(hào)其實(shí)就是那些接受了較強(qiáng)WNT信號(hào)的細(xì)胞產(chǎn)生的，前者對(duì)細(xì)胞的離開(kāi)有重要作用。所以為了使這些逃離的細(xì)胞成為干細(xì)胞，需要從它的另一個(gè)原地不動(dòng)的子細(xì)胞接受一個(gè)SHH信號(hào)，告訴它‘你是一個(gè)干細(xì)胞’。” 研究人員相信WNT和SHH信號(hào)的拮抗作用可能有助于控制胚胎發(fā)育階段的干細(xì)胞產(chǎn)生數(shù)量。 “這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的信號(hào)交叉反應(yīng)解釋了為什么這兩個(gè)信號(hào)對(duì)皮膚癌的發(fā)生有深遠(yuǎn)影響，在皮膚癌中，癌癥干細(xì)胞數(shù)量也十分巨大�！盕uchs說(shuō)，她也是霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員，“現(xiàn)在的這項(xiàng)工作，為癌癥干細(xì)胞和正常干細(xì)胞之間的臨床關(guān)系的研究鋪平了道路�！保ǚg：曹元青 校對(duì)：丁可含） 研究人員通過(guò)追蹤發(fā)生在老鼠毛囊形成過(guò)程中的細(xì)胞分裂來(lái)確定干細(xì)胞出現(xiàn)的位置。上圖顯示了毛囊不同的發(fā)育階段。來(lái)源：洛克菲勒大學(xué)Robin Chemers Neustein哺乳動(dòng)物細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室/《細(xì)胞》 |
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