信号分子通路网络对肠干细胞增殖和分化的调控

肠道具有营养吸收和不断更新的屏障保护双重优势,而肠道隐窝底部的干细胞是其实现多重生理功能的结构基础。本文总结当前对肠干细胞(intestinal stem cells,ISCs)的增殖分化影响的相关研究,罗列了Notch信号通路、BMP信号通路、Wnt信号通路、EGF信号通路及Hippo信号通路对ISCs增殖和分化的影响,其中Notch信号:维持ISCs并平衡分泌系祖细胞与吸收性祖细胞; BMP信号:调控ISCs分化并改变EEC细胞亚型分泌的激素谱系; Wnt信号:调控ISCs增殖; EGF信号:调控ISCs增殖速率; Hippo信号:调控ISCs增殖和分化,并且相关信号通路之间形成交叉互作网络,以协调ISCs增殖与分化,维持肠道的生理功能。     

肠道菌群：肠道干细胞增殖分化的调节者

肠道干细胞(intestinal stem cells, ISCs)是肠道各类上皮细胞的来源,通过平衡增殖与分化维持肠道稳态。同时,肠道菌群及其代谢物在维持宿主肠道稳态中也发挥着重要作用。随着技术的发展,研究者认识到ISCs与肠道菌群之间存在相互作用。研究表明,ISCs对上皮细胞亚型的调控影响肠道菌群的组成,并且肠道菌群及其代谢物也影响ISCs介导的上皮发育。本文阐述了ISCs分化对肠道菌群的影响,重点总结了肠道菌群及其代谢物调控ISCs增殖分化的研究进展,从菌群调控ISCs的角度探讨肠道损伤的治疗思路,并对未来可能的研究方向进行讨论。     

肠道干细胞标记物的研究进展

肠道干细胞(intestinal stem cells, ISCs)除了具有自我更新能力和多能性外,还表现出活跃的增殖、信号活动以及特殊的表观遗传和代谢特征。其主要作用是维护肠道组织的稳态、修复受损的肠道黏膜和调节肠道细胞分化。目前,主要有两种ISCs,各自拥有不同的特异性标记物且具有广泛不同的生物学功能,但都与肠道疾病的发生和发展关系密切。然而, ISCs标记物的缺乏严重限制了对ISCs生物学特性的研究,阻碍了临床上ISCs及其衍生物用于治疗肠道相关疾病的研究进程。以下就近年来ISCs标记物及肠道诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)的研究进展作一综述,旨在为临床治疗肠道疾病提供有益线索。     

Notch信号通路对神经干细胞增殖分化的作用

神经干细胞作为一种具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞,它的增殖和分化受到多种源于自身或外在、邻近或远程细胞信号通路的调控,各种细胞因子及胞间通讯在神经干细胞的增殖和分化中发挥着重要的作用。近年来的多种研究表明,Notch信号通路正是这样一种可以通过相邻细胞的配体与受体相互作用,从而传递信号,进一步发挥其生物学功能的重要信号通路。该通路参与了神经干细胞维持自我形态及向多种具有不同功能的神经细胞分化的过程．对于研究神经干细胞的增殖和分化具有巨大的意义。该文将就当前Notch信号通路对神经干细胞增殖分化影响的相关研究进行简要综述。     

Fbxw7在干细胞维持中的作用

干细胞拥有独特的细胞周期状态,具有自我更新和多向分化的潜能。干细胞一般分为成体干细胞、胚胎干细胞和诱导多功能干细胞三大类。成体干细胞一般处于静止状态,在需要增殖的情况下,可以转换到增殖状态。然而,胚胎干细胞和诱导多功能干细胞会一直保持快速增殖的状态,直到出现分化诱导,中止细胞周期进程。揭示干细胞细胞周期的调控机制,能帮助我们更好地了解干细胞自我更新和分化之间的调控。目前已经鉴定出许多细胞因子及小分子化合物能促进干细胞增殖,但相关的负调控因子却了解不多。Fbxw7(F-box and WD40 repeat domaincontaining 7)作为一种泛素连接酶,能负向调控造血干细胞、神经干细胞、胚胎干细胞、精原干细胞以及肿瘤干细胞等的细胞周期进程,尤其是在调控成体干细胞的静止、增殖和分化方面有重要作用。     

B淋巴细胞的造血调控作用

我们以往的工作证实T细胞对造血干细胞增殖分化的调控作用,经特异或非特异性抗原激活的淋巴细胞具有更强的调控活性。为了进一步弄清细胞间相互作用在造血调控中的地位,近年来我们又探讨了B淋巴细胞对造血干、祖细胞增殖调控作用。     

龟板脂肪酸调控鼠骨髓间质干细胞增殖作用

为了解龟板浸膏中对鼠骨髓间质干细胞体外增殖起促进作用的化学成分,用石油醚提取促进鼠骨髓间充质干细胞增殖的龟板有效部位,用MTT比色法及流式细胞仪研究了提取物调控鼠骨髓间充质干细胞活性,采用GC-MS技术研究了石油醚提取物的化学成分。初步结果表明,石油醚提取物能明显促进干细胞增殖,其主要成分是脂肪酸、甾醇和甾酮,且十八烷酸、十六烷酸和甾酮能起调控鼠骨髓间充质干细胞活性。龟板浸膏中,脂肪酸起调控鼠骨髓间充质干细胞增殖作用,这为龟板浸膏促进鼠骨髓间充质干细胞增殖又不引起干细胞过度生长的分子机制提供实验依据,也为中医药调控干细胞的研究提供重要的参考。     

龟板脂肪酸调控鼠骨髓间质干细胞增殖作用

为了解龟板浸膏中对鼠骨髓间质干细胞体外增殖起促进作用的化学成分,用石油醚提取促进鼠骨髓间充质干细胞增殖的龟板有效部位,用MTT比色法及流式细胞仪研究了提取物调控鼠骨髓间充质干细胞活性,采用GC-MS技术研究了石油醚提取物的化学成分。初步结果表明,石油醚提取物能明显促进干细胞增殖,其主要成分是脂肪酸、甾醇和甾酮,且十八烷酸、十六烷酸和甾酮能起调控鼠骨髓间充质干细胞活性。龟板浸膏中,脂肪酸起调控鼠骨髓间充质干细胞增殖作用,这为龟板浸膏促进鼠骨髓间充质干细胞增殖又不引起干细胞过度生长的分子机制提供实验依据,也为中医药调控干细胞的研究提供重要的参考。     

离子通道对间充质干细胞增殖、骨向分化的作用

间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一类具有向中胚层多向分化的干细胞,其细胞表面的离子通道表达多样,功能复杂。近年来,离子通道对间充质干细胞的功能调节备受关注。越来越多研究发现离子通道参与各种信号传递,调控细胞功能,如增殖、分化等基因的表达等。本文主要从离子通道表达的角度介绍离子通道在间充质干细胞的增殖、骨向分化中的作用。     

IL-3在造血干细胞增殖分化调控中的信号转导

IL-3又称多克隆集落刺激因子（Multi-CSF）,是造血干细胞增殖分化的正性调节因子。它通过与靶细胞表面的受体结合传递生长、分化信号,调控造血干细胞生存、增殖及向各系血细胞分化、成熟。本文就IL-3在造血干细胞增殖分化调控中的有关信号转导作一综述。     

神经干细胞体外增殖分化的钙成像研究

神经干细胞具有广阔的应用前景,但对于其增殖和分化的内源机制、外部环境信号还并不十分了解。研究表明,钙信号很可能在其中起到了调控作用。利用钙离子成像技术,观察神经干细胞的单细胞体外增殖和分化过程,记录了在细胞分裂过程中钙信号变化的曲线。发现细胞增殖和分化过程中都会产生钙浓度的变化,但在细胞分裂后期两者钙信号的模式却存在差别。实验结果提示,胞内钙水平的波动只是细胞增殖的伴随产物,但却是细胞分化的必要条件。由此提出钙信号对神经干细胞分化调控机制的假设,并指出其对今后研究的意义。     

组蛋白去甲基化酶1在干细胞增殖与分化中的调控作用

表观遗传学在干细胞的分化与成熟过程中扮演着重要的角色。其中发现组蛋白去甲基化酶1（LSD1）可以动态地调节组蛋白的甲基化状态,进而调控基因转录的激活和抑制以及X染色体失活等过程,LSD1在肿瘤干细胞、胚胎干细胞、神经干细胞及诱导多能干细胞中均有表达,并影响这些干细胞的增殖和分化过程。就LSD1在干细胞增殖与分化中的调控作用的研究进展进行综述。     

军事医学科学院干细胞与再生医学研究回顾与展望

干细胞具有高度自我更新、增殖和多向分化潜能,因而成为再生医学的基础.作为中国干细胞研究与应用的＂先驱＂单位和优势单位之一,我院早期开展造血干细胞生物学性能、造血调控机制、造血干/祖细胞扩增和定向诱导分化的研究,取得了一系列重要成果.相继开展的造血干细胞移植等系列研究和应用也取得了突出的成绩.近年来,我院又系统开展了胚胎干细胞自我更新与干性维持机制、干细胞增殖分化调控、干细胞建系与建库技术造血发育调控与造血干细胞移植新策略、成体干细胞治疗、肿瘤干细胞筛选与鉴定、干细胞为种子细胞的三维组织构建、干细胞再生相关药物等多个领域的研究,并取得突出进展进一步我们将瞄准干细胞与再生医学的重大科学问题和关键技术,建立高水平的研究和应用基地,形成我院干细胞与再生医学研究开发的关键技术体系,研发系列具有自主知识产权的关键技术和产品,并培养优秀的科研团队,进入世界先进行列.     

精原干细胞自我更新和分化的调控

精原干细胞（spermatogonial stem cells,SSCs）是体内自然状态下惟一能将遗传信息传至子代的成体干细胞,它们能通过维持自我更新和分化的稳定从而保证雄性生命过程中精子发生的持续进行。了解SSCs自我更新和分化的调节机制有助于阐明精子发生机理,并为探究其他组织中成体干细胞增殖分化的调节机制提供依据。然而目前对于SSCs自我更新和分化的调控机制所知甚少。SSCs的更新与分化遵循特定模式,受以睾丸支持细胞为主要成分的微环境及各种内分泌因素如胶质细胞源神经营养因子（GDNF）、维生素、Ets转录因子ERM/Etv5等的调控。本文评述了SSCs更新与分化的模式以及上述因素对其更新、分化的调控,探讨了其中可能涉及的信号通路,以期为本领域及其他成体干细胞相关研究提供借鉴。     

人嗅黏膜神经干细胞体外培养及氟西汀对其增殖和神经发生的影响

人嗅黏膜神经干细胞是新近发现的可用于神经精神疾病研究的良好材料,同时,抗抑郁治疗促进脑部神经干细胞增殖及向神经细胞转化。然而,嗅黏膜神经干细胞体外培养方法及抗抑郁药对其增殖及神经发生的影响尚不清楚。该研究采用组织块培养获取嗅细胞,神经球培养法纯化神经干细胞,Nestin免疫荧光验证神经干细胞特异性。加入促神经分化培养基诱导神经干细胞向神经细胞分化,MAP2(microtubule associated protein 2)、TUJ1(β3-tubulin)免疫荧光验证神经细胞特异性。采用CCK-8和蛋白质分子印记技术分别检测抗抑郁药对嗅黏膜神经干细胞增殖及分化的影响。结果显示,体外培养嗅黏膜神经干细胞呈球状聚集;Nestin、MAP2、TUJ1免疫荧光阳性;抗抑郁药促进嗅黏膜神经干细胞增殖、促进其向神经细胞转化,TUJ1表达上升。综上所述,抗郁药能够促进神经干细胞增殖及神经发生,可能为其抗抑郁治疗的机制之一。     

丹酚酸B促进胎鼠大脑皮质神经干细胞增殖、突起生长和分化

丹参是一种常用于治疗脑卒中的传统中草药,丹酚酸B是其有效成份之一.但人们对丹酚酸B如何影响神经干细胞的生长还了解甚少.本研究用MTT、流式细胞术、免疫荧光和RT-PCR技术检测丹酚酸B对胎鼠大脑皮质神经干细胞增殖、突起生长和分化的作用.结果显示,20和40μg/mL丹酚酸B对促进神经干细胞增殖的作用相似,适量的丹酚酸B可促进神经干细胞增殖并形成较多的神经干细胞球,其促增殖作用通过提高G2/S期细胞的数量而实现.丹酚酸B还可促进神经干细胞球发出较多的突起并分化出较多的成熟神经元.分化开始时,tau,GFAP和nestin mRNA均有表达.但分化后的细胞与对照组比较,tau mRNA表达增多,而GFAP mRNA表达减少.说明外源性的丹酚酸B具有促进神经干细胞增殖并向神经元分化的作用,有望成为一种获取更多神经干细胞和促进神经干细胞分化的药物.     

雌激素对干细胞功能的调控及信号转导途径

心血管损伤、神经退行性变及骨代谢紊乱等病理过程存在明显的性别二态性．雌激素在缺血心肌功能恢复过程中发挥重要作用,其一方面调控骨髓问充质干细胞分泌生长激素及易化上皮前体细胞向缺血心肌部位迁移,另一方面还可抑制心肌成纤维细胞生长从而有效地提高了缺血部位血管新生并限制了病理性心肌重构．在神经发育过程中,雌激素能促进胚胎神经干细胞增殖及向特定类型神经元分化,提示雌激素在利用神经干细胞移植治疗某些神经退行性疾病中可能发挥作用．此外,雌激素通过调节成骨前体细胞及破骨细胞的活性来阻止骨质疏松的发生．可见,雌激素通过调控多种干／前体细胞的功能为上述疾病防治提供了新的策略,深入理解雌激素调控各种干／前体细胞功能的信号转导通路将为干细胞临床应用提供更坚实的理论依据．     

.限制性siRNA干涉文库的构建以及影响HeLa细胞增殖新功能基因的扫描

利用RNA干涉文库进行大规模高通量的功能基因扫描,已成为发现新功能基因的重要方式和手段．为了寻找在细胞增殖和分化过程中的新功能基因,根据斯坦福大学公布的与人类胚胎干细胞和造血干细胞增殖和分化过程中有关基因的基因芯片的分析结果,组建了与细胞增殖和分化有关的RNA限制性干涉文库．该文库包括靶向各类基因的载体,如包括转录因子、各类蛋白激酶、细胞周期调控蛋白以及一些未知功能基因在内的225个基因．利用这个限制性RNA干涉文库对控制HeLa细胞增殖的基因进行筛选．并通过WST-1高通量检测,发现了2个同HeLa细胞增殖相关的基因：CNKSR3(Homo sapiens CNKSR family member 3)和Fosl2 Homo sapiens FOS like antigen 2),并初步证实：沉默CNKSR3会促进HeLa细胞的增殖,而沉默Fosl2则抑制HeLa细胞的增殖功能．     

Hippo-YAP/TAZ信号通路在干细胞增殖、分化及器官再生中的研究进展

Hippo-YAP/TAZ信号通路最初在果蝇中被发现,是器官发育和肿瘤生长过程中重要的调节者。通过调控细胞增殖、凋亡和分化等过程影响器官再生。近年来,对于Hippo-YAP/ TAZ信号通路在调节干细胞 (SC)增殖、自我更新及分化过程中的相关机制有了较大进展。本综述拟通过介绍Hippo-YAP/TAZ信号通路在SC增殖及多向分化过程中的作用、调控机制及器官再生方面的研究进展,为应用SC治疗疾病提供相关理论基础。     

肠道干细胞及其干细胞巢

肠上皮是动物体内更新速度最快的组织之一,其功能的正常发挥有赖于定植在隐窝底部的肠道干细胞。肠道干细胞周围的细胞构成干细胞巢,为其提供了支持性微环境。随着肠道干细胞标记分子、谱系示踪技术、类器官培养等技术的进步和完善,使得人们对于肠道干细胞来源、增殖、分化相关信号通路的认识不断加深。该文就近年来肠道干细胞及其干细胞巢的研究进展进行了简要综述。