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研究人员破译了人体如何控制干细胞

2019-01-02 10:20:09 • 来源：

干细胞是非特异性细胞，可以在人体内发育成任何类型的细胞。然而，到目前为止，科学家只能部分了解身体如何控制这些全能者的命运，以及决定干细胞是否会分化成血液，肝脏或神经细胞的因素。来自卢森堡大学卢森堡系统生物医学中心(LCSB)的研究人员和一个国际团队现在已经确定了一种巧妙的机制，通过这种机制，身体协调来自祖细胞的红细胞和白细胞的再生。“这一发现可以帮助我们改善未来的干细胞治疗，”LCSB“整合细胞信号”小组负责人Alexander Skupin博士说。

研究人员破译了人体如何控制干细胞

虽然生物体中的所有细胞都携带相同的遗传蓝图 - 相同的DNA - 例如，其中一些细胞充当血液或骨细胞，而其他细胞则充当神经或皮肤细胞。研究人员已经非常了解单个细胞是如何工作的。但是，一个生物体如何能够从同一个遗传模板中创造出如此多样化的细胞，以及它如何设法将它们重新定位到身体所需的任何地方，这在很大程度上仍然未知。为了更多地了解这一过程，Alexander Skupin和他的团队用生长激素处理小鼠的血液干细胞，然后仔细观察这些祖细胞在分化成白细胞或红细胞时的表现。。研究人员观察到，细胞的转化不是以线性，有针对性的方式发生，而是更机会性地发生。每个祖细胞都能适应其环境的需要，并将自身整合到需要新细胞的身体中。亚历山大·斯库平解释说：“因此，并不是说细胞在分化开始时就会买票，然后直接前往目的地。相反，它会频繁地环顾四周，看看哪条线最好。”

通过这种聪明的机制，多细胞生物可以使新细胞的再生长适应其当前的需要。“在祖细胞一劳永逸地分化之前，它们首先会失去干细胞特征，然后检查当前需要哪种细胞系。只有这样才能发展成最适合其特征的细胞类型在他们的环境中，“Alexander Skupin说。研究人员将这一步骤比作轮盘赌游戏，其中不同类型的单元格可以被认为是轮盘赌轮中不同编号的球洞。“当细胞失去干细胞特性时，它们会被准入投掷轮盘，在那里它们首先漫无目的地反弹。

在他们的研究中，亚历山大·斯库普和他的团队首次证明了祖细胞的命运没有明确预先确定，并且没有遵循直线。亚历山大·斯库平说：“这一观察结果与目前的干细胞被编程为从一开始就遵循某种血统的理论相矛盾。” 研究人员进一步确信其他祖细胞的过程相似。“在实验室中，我们在所谓的iPS细胞或诱导多能干细胞中观察到了相同的分化模式，这些细胞可以转化为许多不同类型的细胞。”

这些知识可以帮助研究人员提高未来治疗的有效性。干细胞疗法包括给患者施用他或她自己身体的干细胞，以替换因帕金森病等疾病而死亡的其他细胞。虽然这种有希望的治疗方法已经多年来深入研究，但迄今为止在内源性干细胞治疗中仅取得了有限的实际成功。它也备受争议，因为它经常伴有严重的副作用，不能排除一些细胞可能退化并导致癌症。“因为我们现在对身体如何影响干细胞的方向有了更好的理解 差异化，我们希望将来可以更好地控制这个过程，“Alexander Skupin总结道。

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