Nature子刊：微環(huán)境決定干細胞的自我更新
干細胞既能分化成多種類型的細胞，又能通過自我更新生成新的干細胞。慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)的研究人員發(fā)現(xiàn)，造血干細胞與周圍組織細胞的相互交流，在造血干細胞的自我更新中起到了決定性的作用。
血液是由骨髓里的造血干細胞(HSC)生成的。HSC與周圍的組織細胞結(jié)合，形成了一個被稱為巢(niche)的微環(huán)境。在機體健康的時候，這些HSC保持“待機”模式。但如果機體損失了大量血液，或者需要更多血細胞抵御病原體，整個血細胞生成系統(tǒng)就會從待機狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閱訝顟B(tài)。激活的干細胞生成各種新血細胞來彌補血液損失或者對抗病原體。與此同時，干細胞通過自我更新保持干細胞池的充盈。
這一轉(zhuǎn)變伴隨著干細胞與周圍組織細胞的復(fù)雜通訊，但人們在這方面還知之甚少。“我們希望鑒定對干細胞維持和功能有重要影響的組織細胞，以及能夠影響微環(huán)境的HSC信號，”領(lǐng)導(dǎo)這項研究的Robert Oostendorp教授介紹道。他和同事使用混合培養(yǎng)的組織和干細胞來研究它們之間的互作。
研究人員將自己發(fā)現(xiàn)的互作調(diào)控因子與文獻中的信號通路關(guān)聯(lián)起來，并在此基礎(chǔ)上建立了生物信息學(xué)模型。隨后他們通過大量的細胞實驗，對計算機生成的信號傳導(dǎo)模式進行驗證。“我們得到的結(jié)果非常有趣，整個系統(tǒng)以反饋回路的形式起作用，”Oostendorp指出。“在啟動模式下，干細胞先影響組織細胞的行為，而后組織細胞再對干細胞起作用，觸發(fā)其自我更新步驟。”
研究顯示，干細胞在啟動模式下給組織細胞發(fā)送信號，使組織細胞釋放結(jié)締組織生長因子(CTGF)。CTGF在干細胞的自我更新中起到了不可或缺的作用。CTGF缺乏會促使干細胞衰老，導(dǎo)致干細胞池得不到補充。
“我們的發(fā)現(xiàn)對于白血病治療很有意義，”Oostendorp描述道。“白血病中的造血細胞始終處于啟動狀態(tài)，它們與組織細胞之間也存在上述互作。”但迄今為止，白血病治療主要針對的還是干細胞。“我們的工作表明，將周圍細胞整合到白血病療法中可能會很有幫助，因為周圍細胞對干細胞分裂的影響很大。”（來源：再生醫(yī)學(xué)網(wǎng)）
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