干细胞命运决定的分子调控网络

来源于囊胚期胚胎内细胞团的胚胎干细胞具有独特的生物学特性,包括无限自我更新的能力以及分化为内胚层、中胚层和外胚层各种细胞的潜能.阐明胚胎干细胞全能性维持以及向各种特定细胞分化的分子机制,不仅有助于我们了解胚胎发育过程,而且将促进胚胎干细胞尽早应用于疾病治疗.本文主要就干细胞的一种命运决定过程,维持胚胎干细胞全能性或失去全能性开始分化,结合最新的研究进展讨论该过程中的分子调控网络,包括信号转导通路、表达调控网络以及表观遗传调控.     

维持胚胎干细胞生物学特性的分子调控机制

胚胎干(embryonic stem,ES)细胞来源于植入前的胚胎.在体外培养条件下,可保持分化成机体各种类型细胞的能力,即全能性.因此,胚胎干细胞被广泛用作研究胚胎发生、发育的细胞模型,也是目前开展细胞移植性治疗研究的重要来源.揭示维持ES细胞自我更新和全能性的分子调控机制,是ES细胞基础研究和临床治疗基础研究的重要领域.目前研究发现,不同的信号通路、转录因子及其通过激活ES细胞特异性表达谱对维持ES细胞多能性、自我更新发挥关键作用。     

哺乳动物精原干细胞的分子标记及调控

精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)是一群生活在睾丸特殊微环境中并能自我更新和具有多向分化潜能的细胞,是精子发生的基础。近年来,通过对SSCs表面的α6-和β1-整合素、CD9、GFRA1等主要标记分子,以及对GDNF、Plzf、泛素、LIF等决定SSCs自我更新和分化的多种细胞因子和基因的研究发现,目前在SSCs的分离、鉴定和生物学特性方面已获得新的成果。本文简述了目前哺乳动物SSCs主要的标记分子及自我更新与分化的调控机理,以期为该领域及其他干细胞研究提供一定的借鉴。     

哺乳动物精原干细胞自我更新调控的研究进展

精原干细胞（spermatogonial stem cells,SSCs）具有自我更新和分化的功能,这两种功能的平衡协调不仅能维持其自身数量的稳定,还能满足雄性动物精子生成的需要。近几年,由于细胞培养技术、基因工程技术、生殖细胞移植技术的建立和完善,使SSCs自我更新调控机制的研究取得了许多突破,主要体现在蛋白调控因子和微小RNA分子以及DNA甲基化新作用的发现等方面。该文将着重围绕调控SSCs自我更新的外源性细胞因子和内源性转录因子等蛋白因子进行综述,以期为哺乳动物SSCs的深入研究提供借鉴。     

小肠干细胞的命运调控

小肠上皮具有快速更新的能力,是研究成体干细胞的理想系统.小肠上皮由绒毛和隐窝两部分组成,而位于小肠隐窝底部的小肠干细胞是其持续更新的源泉.近年来,以Lgr5为代表的小肠干细胞标记物的发现、Lgr5+小肠干细胞的分离培养和多种转基因小鼠模型的出现,极大地促进了对小肠干细胞自我更新和分化调控的研究,使得人们可以更加深入地认识小肠干细胞命运决定的分子机制.本文简要综述了近年来人们对Wnt,BMP,Notch和EGF等信号如何在小肠干细胞命运调控中发挥作用的认识.     

造血干细胞自我更新调控及wnt信号在其中的作用

干细胞生物学最为重要的问题之一就是干细胞自我更新的调控机制.造血干细胞具有自我更新和分化为各血细胞世系的能力,但目前对其自我更新的调控机制尚未明确.大量的研究表明,造血干细胞的自我更新受到来自其所处微环境和自身内在基因的共同调控.经典的发育调控通路——wnt信号通路在造血干细胞自我更新调控中起着至关重要的作用.就造血干细胞自我更新及其调控,特别是wnt信号通路在其中的作用作一综述,并对其应用前景和今后的研究方向作了展望.     

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。     

精原干细胞命运调控的研究进展

精原干细胞(spermatogonial stem cells, SSCs)是体内一类特殊的成体干细胞,它的自我更新和分化平衡决定着雄(男)性持续一生的精子发生过程,是遗传信息在物种间世代稳定传递的基础。半个世纪以来,对SSCs的识别、培养、移植和命运调控相关分子机制的研究极大拓展了人们对其生物学特性的认知。该综述将介绍SSCs研究的相关历史、重要里程、进展和依然面临的瓶颈问题,以期为生育力拯救、干细胞基因改造、濒危动物多样性保护、畜牧业生产等研究和应用提供参考。     

Forkhead转录因子调控干细胞的命运决定

Forkhead蛋白是一类在进化上高度保守的重要转录因子家族。目前,已经发现超过100种编码Forkhead蛋白的基因,Forkhead蛋白的典型结构特征是含有Forkhead结构域,即一段由100个氨基酸组成的进化上保守的"Forkhead"DNA结合序列。Forkhead蛋白的主要功能包括调控与胚胎发育、细胞生长、增殖、分化、干细胞干性保持、应激反应、语言形成以及长寿相关基因的表达。Forkhead基因的突变或者调控异常会导致发育缺陷以及肿瘤形成。因此,对于不同Forkhead蛋白家族成员功能的深入研究,有助于更好地揭示相关疾病的发病机制,为针对这些疾病的预防和治疗提供理论依据。该文对国内外Forkhead蛋白在干细胞中的主要功能方面的研究成果进行了总结,综述了近年来的最新研究成果。     

机械力及力学信号转导影响干细胞命运的研究进展

干细胞作为一种未分化的祖细胞,目前已被广泛应用于开展组织损伤修复、再生以及干细胞特异谱系分化的研究.大量研究表明,干细胞所处的微环境对调控干细胞的生长和分化具有重要作用,多种溶液介质、细胞外基质和信号通路等参与了干细胞命运的调控.尽管已有大量研究证明,溶液介质(如激素和生长因子)在干细胞的生长和分化中发挥重要作用,但近年来越来越多的研究表明,机械力及力学信号转导同样在干细胞自我更新、分化、衰老和凋亡等细胞生理过程中起到重要的作用.本文将对机械应力响应的细胞基础、生物力学及力学信号调控干细胞自我更新和分化,以及生物力学调控干细胞命运可能的作用机制几个方面加以综述.     

干细胞研究的新途径:miRNAs

微小RNA(microRNAs,miRNAs)是一类内源性的非编码单链RNA,能够通过与靶mRNA特异性的碱基配对而导致靶mRNA降解或抑制其翻译,从而对基因进行转录后调控。干细胞的自我更新和多向分化过程依赖于广泛而多样的调控机制,miRNAs正是这些调控机制中非常重要的一类分子。研究发现,干细胞的自我更新功能需要多种miRNAs的参与来维持;干细胞的分化也是多种miRNAs参与调控的结果。miRNAs可以作为干细胞研究的一个新的切入点。     

胰腺癌干细胞中受OCT4调控的表面标志研究

OCT4和Nanog被公认是人ESC的自我更新调控基因,其中OCT4能够转录调控多种表面蛋白的表达,如SEMA6A。该文将人胰腺癌细胞株Panc-1、Bxpc-3、Aspc-1和Cfpac-1培养在无血清条件下,采用EGF、IGF-1和FGF-10诱导球体形成。用免疫荧光法分别检测这4种人胰腺癌细胞株及其球体细胞以及15例胰腺癌组织标本和13例正常胰腺组织标本中OCT4和Nanog的表达,结果显示,4种人胰腺癌细胞株在无血清-DF12培养基中5～10 d即可形成悬浮生长的球体。OCT4和Nanog在4种细胞株均有表达,且球体细胞中表达明显高于亲代细胞。在胰腺癌组织中仅有少量表达自我更新基因,在正常胰腺组织中微量表达。此外,还检测到Panc-1球体细胞表面高表达SEMA6A。由此可见,自我更新基因OCT4和Nanog在胰腺癌细胞中的表达和CSC有关,其表面蛋白SEMA6A作为胰腺癌干细胞表面标志物值得进一步研究。     

精原干细胞微环境研究进展

精原干细胞(spermatogonia stem cells, SSCs)是一类在睾丸中具有长期自我更新和分化潜能的生殖细胞(germ cells, GCs),即位于基底膜上的组织干细胞,其自我更新和分化受到周围微环境的调控。近年来对SSCs的研究取得了一系列重要进展,为临床治疗部分男性不育患者带来了曙光。其中,微环境对SSCs的调节功能的研究尤为重要,微环境负责整合不同类型的细胞成分、细胞外基质、细胞外调节分子及激素等对SSCs的作用,从而调节SSCs命运。关于SSCs微环境的研究已开始逐步成为干细胞研究的主要内容之一。本文主要对小鼠(Mus musculus)SSCs微环境的细胞组成、调控因子以及特点等研究现状进行了综述,为深入研究SSCs微环境的结构和功能提供背景资料,希望在未来能够通过多种研究模式复用,发现更为丰富的细胞表型和微环境因子。     

Nanog基因的功能与调控

胚胎干细胞的无限增殖能力和亚全能性决定了它在再生医学、新药开发及发育生物学基础研究中具有巨大的应用前景。探索维持胚胎干细胞亚全能性的因子及其网络的调控功能成为胚胎干细胞生物学研究的热点。已研究发现多个与维持胚胎干细胞亚全能性相关的基因如Oct4,Nanog,Sox2等,其中Nanog是2003年5月末发现的一个基因,它对维持胚胎干细胞亚全能性起关键性作用,能够独立于LIF／Stat3维持ICM和胚胎干细胞的亚全能性。几年来,Nanog的生物学功能及其与Oct4,Sox2等亚全能性维持基因之间的相互作用关系已有较为深入的研究,并发现多个调控Nanog表达的转录因子,从而进一步明晰Nanog与已知调控胚胎发育的信号通路之间的关系。在综述Nanog基因的表达特征和功能的基础上、重点探讨Nanog基因表达调控以及Oct4,Sox2等亚全能性维持基因之间的相互作用关系,并对未来的研究趋势予以展望。     

维持胚胎干细胞自我更新分子机制的研究进展

胚胎干细胞通过特殊内源性分子的表达,以及微环境中多种细胞因子和胞外基质的刺激,构成信号网络,共同调控自我更新.近年来,通过对Oct3/4、Nanog等胚胎干细胞特殊分子标记,以及LIF-STAT3,Wnt-β-连环素,BMP-Id等信号通路的研究,探讨了胚胎干细胞自我更新信号网络的分子机制.维持自我更新的关键在于胚胎干细胞生长微环境中的各种细胞因子和胞外基质的含量,以及细胞内源性特异分子表达量之间的平衡.     

综述: 肿瘤干细胞微环境与靶向干预策略

肿瘤干细胞具有自我更新和可塑性的潜能,能够维持肿瘤生长和异质性的能力．肿瘤干细胞是肿瘤产生、转移、耐药和复发的根源,肿瘤干细胞学说逐渐被肿瘤研究者所接受,因此,对肿瘤干细胞的深入理解有重大的科学和临床意义．肿瘤干细胞的微环境是肿瘤微环境的组成部分,包括细胞-细胞接触、分泌型因子等．肿瘤非干细胞和肿瘤干细胞本身都可以作为肿瘤干细胞的微环境．肿瘤干细胞的微环境可以维持肿瘤干细胞的可塑性,保护肿瘤干细胞免受免疫系统攻击,也可以促进其转移．肿瘤干细胞对其微环境的塑造、肿瘤干细胞的微环境对肿瘤干细胞自我更新的影响,以及针对肿瘤干细胞微环境的靶向干预等问题,已成为肿瘤干细胞研究的前沿问题．本文就肿瘤干细胞的发现、自我更新维持机制、肿瘤干细胞的微环境,及其肿瘤干细胞及微环境的干预策略等研究进展进行了综述．     

干细胞研究进展消息

干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源,具有高度自我复制、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞研究正在向现代生命科学和医学的各个领域交叉渗透,干细胞技术也从一种实验室概念逐渐转变成能够看得见的现实。干细胞研究已成为生命科学中的热点。介于此,本刊将就干细     

探寻干细胞的多潜能性

研究人员鉴定了在干细胞研究中调节自我更新和分化的关键因素。多潜能干细胞能分化为“在体内生长为所有细胞类型的”子细胞，或者能被刺激分化为一种专门的状态。2006年，两个研究组分别发表了热点文章，开始揭示“控制多潜能性分化决定”的调控网络。     

神经干细胞向神经元分化调控的研究进展

神经干细胞是一类具有分裂潜能和自更新能力的母细胞,它可以通过对称分裂和不对称分裂方式产生神经组织的各类细胞,包括神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。中枢神经系统受到损伤后,神经元和胶质细胞的损伤导致了临床症状,内源性神经干细胞的修复作用不大,原因是干细胞的数量有限,微环境的不允许。移植的神经干细胞进入体内后,由于受到多种因素的影响,常保持未分化状态或大部分分化为胶质细胞。神经干细胞向神经元分化的调控机制及其影响因素直接决定神经干细胞源性神经元的比例和神经元之间功能性突触的数量。现就其研究进展做一综述。     

小胶质细胞对神经干细胞调控机制的研究进展

脑损伤与神经炎症密切相关,小胶质细胞是这一过程中的关键因素。小胶质细胞可以获得促炎或抗炎的特性,但这如何影响神经干细胞 (NSCs)仍有争议。小胶质细胞在不同的条件下,可以极化为M1型小胶质细胞和M2型小胶质细胞。不同类型的小胶质细胞对NSCs的调控作用不同。但目前关于这方面的研究并未详细阐明具体的作用机制。本文就不同分化类型的小胶质细胞对NSCs调控机制的研究进展进行综述。