Nature子刊：微環(huán)境決定干細(xì)胞的自我更新
來源：生物通
干細(xì)胞既能分化成多種類型的細(xì)胞，又能通過自我更新生成新的干細(xì)胞。慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)的研究人員發(fā)現(xiàn)，造血干細(xì)胞與周圍組織細(xì)胞的相互交流，在造血干細(xì)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(xì)胞(HSC)生成的。HSC與周圍的組織細(xì)胞結(jié)合，形成了一個被稱為巢(niche)的微環(huán)境。在機(jī)體健康的時候，這些HSC保持“待機(jī)”模式。但如果機(jī)體損失了大量血液，或者需要更多血細(xì)胞抵御病原體，整個血細(xì)胞生成系統(tǒng)就會從待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閱訝顟B(tài)。激活的干細(xì)胞生成各種新血細(xì)胞來彌補(bǔ)血液損失或者對抗病原體。與此同時，干細(xì)胞通過自我更新保持干細(xì)胞池的充盈。
這一轉(zhuǎn)變伴隨著干細(xì)胞與周圍組織細(xì)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(xì)胞維持和功能有重要影響的組織細(xì)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(xì)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(xiàn)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(xì)胞實驗，對計算機(jī)生成的信號傳導(dǎo)模式進(jìn)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(xì)胞先影響組織細(xì)胞的行為，而后組織細(xì)胞再對干細(xì)胞起作用，觸發(fā)其自我更新步驟。)
研究顯示，干細(xì)胞在啟動模式下給組織細(xì)胞發(fā)送信號，使組織細(xì)胞釋放結(jié)締組織生長因子(CTGF)。CTGF在干細(xì)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(xì)胞衰老，導(dǎo)致干細(xì)胞池得不到補(bǔ)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(xì)胞始終處于啟動狀態(tài)，它們與組織細(xì)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(xì)胞。我們的工作表明，將周圍細(xì)胞整合到白血病療法中可能會很有幫助，因為周圍細(xì)胞對干細(xì)胞分裂的影響很大。
