生物通報道:來自德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的科學(xué)家,與來自密歇根大學(xué)的研究人員合作發(fā)現(xiàn)了從前未知的一種機制,可以幫助解釋干細胞會發(fā)生自我更新細胞分裂,而它們的后代細胞卻不能這樣做的原因。研究結(jié)果發(fā)布在7月1日的《自然》(Nature)雜志上。
在生物體的一生中成體干細胞可隨時為其提供維持組織穩(wěn)態(tài)所需的新細胞。特殊的“干細胞微環(huán)境”幫助將干細胞維持在一種未分化的自我更新狀態(tài)。構(gòu)成這一微環(huán)境的細胞生成了維持干細胞必需的一些信號和生長因子。然而直到現(xiàn)在人們對于唯獨干細胞能夠接收這些信號,而它們更為特化的后代細胞則無法做到這一點背后的機制卻仍不是很清楚。
“這一研究發(fā)現(xiàn)將會改變我們對干細胞和它們的鄰細胞彼此如何通訊的看法?!钡驴怂_斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心及分子生物學(xué)系副教授Michael Buszczak說。
科學(xué)家們一直都在致力研究在微環(huán)境和干細胞之間起作用的信號。
Buszczak說:“在短距離內(nèi)這些信號為何只對干細胞起作用?它們分化的后代細胞卻不會接受這些自我更新信號?過去人們并不清楚這種通訊背后的機制。我們發(fā)現(xiàn)干細胞形成了基于微管的納米管,它們延伸到了微環(huán)境中。這些細長的納米管就像吸管一樣接入到微環(huán)境中,使得只在干細胞中特異性地發(fā)生信號傳導(dǎo)?!?/p>
這些重要的研究發(fā)現(xiàn)是由Buszczak實驗室與密歇根大學(xué)Yukiko Yamashita博士實驗室積極合作所取得的成果。Yamashita博士是密歇根大學(xué)生命科學(xué)院細胞和發(fā)育生物學(xué)副教授、霍華德休斯研究所研究員。
第一作者、Buszczak實驗室高級訪問研究員、生命科學(xué)院博士后研究人員Mayu Inaba博士注意到,這些細長的突出物將單個干細胞與干細胞“微環(huán)境”中的中央樞紐連接起來。Yamashita博士仔細查看了她的舊圖像文件,在許多圖像中發(fā)現(xiàn)了相同的連接。Yamashita博士說:“我曾經(jīng)見過它們,但我卻并沒有細看它們。”
這些研究結(jié)果為了解干細胞的增殖機制,以及細胞之間的錯誤通訊導(dǎo)致癌癥一類疾病的機制奠定了重要的基礎(chǔ)。例如,干細胞生成過多會導(dǎo)致癌性生長。而干細胞生成過少則會導(dǎo)致無法充分地更新細胞,這是衰老過程的基礎(chǔ)機制。
Buszczak博士實驗室的長期目標就是,要確定控制果蠅干細胞維持以及它們子細胞分化的完整調(diào)控網(wǎng)絡(luò)?!拔覀兿M赃@一信息為基礎(chǔ)來了解正?;虮磉_程序混亂致病的機制,”Buszczak博士說。