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2018
04-16

小区的命运早于预期


我们的身体是由细胞,看起来彼此非常不同,但他们都开始了未分化的干细胞。随着我们的发展,这些干细胞被放置在成人组织可以接近的口袋里,当他们需要更换旧细胞或修复伤口。但是在成人干细胞之旅的某一时刻,它的命运是封闭的,它注定要成为的细胞类型是不可谈判的。到目前为止,科学家们几乎不知道何时何地做出决定。

在这里显示的使毛囊形成的干细胞通过细胞类型被组织成区室,在细胞分化之前它们将最终变长。

在洛克菲勒大学进行的实验和报告单元揭示了如何做出这些选择。

为了制作新的头发,干细胞还必须制作一个通道或毛囊来引导头发生长。头发和它的毛囊总共由八层不同的细胞组成。通过观察新发的毛囊如何再生,领导这项研究的Elaine Fuchs和她的团队发现,每个干细胞都会在存储的口袋里接受不同的指令,称为小生境,告诉它干什么和什么时候做。

将皮肤划分成小块,每个小块都有一个相关的干细胞生态位,其中细胞保持休眠静止状态,直到它们被重新生长出一个新的毛囊。一旦被激活,它们就会产生所谓的转运放大细胞,这个细胞被认为是干细胞和完全分化的细胞之间的中间点,可以大大增殖。转运放大细胞然后发展成促进组织生长的各种类型的细胞。

Fuchs及其同事通过研究新毛囊再生过程中不同阶段的每个细胞的基因表达,发现干细胞经历了一个高度编程的程序,逐渐限制了它们可能形成的细胞类型。这个程序受到细胞所在的位置和卵泡再生的确切时间的影响。

研究员,研究的第一作者Hanseul Yang说:“让我们吃惊的是,我们发现,即使干细胞仍然处于适当的位置,静止不动,等待被激活,我们仍然可以开始做出选择。 “我们将这些差异的起源追溯到干细胞与位于细胞壁底部的一组相邻细胞之间的相互作用,称为间充质细胞。每个干细胞与这个间充质簇具有稍微不同的距离,导致生态位分裂成不同的部分,称为微生态位。 “每个微生态位内的干细胞都是蓝图,指示做什么”

“通过在干细胞开始之前给予不同的指示,他们可以更好地协调他们在再生组织中的任务”,Rebecca C.洛克菲勒的兰斯菲尔德教授和霍华德休斯医学研究所的研究员。

实际上,在不同的微生态位中干细胞具有独特的命运。最远离间充质簇的干细胞构成注定要产生毛囊外层的微生态位,而位于最下面的干细胞位于使得细胞成为内层的微生态位中。

随着这些多能祖细胞的扩张,它们包裹了间充质簇,并且微生态位多样化。当毛囊完全发育并且新的毛发生长时,这些微龛中的运输放大细胞是独特的,并且仅能够产生组成毛囊的细胞类型之一。

“通过将干细胞及其后代组织成微小的生态位,组织再生可以在时间和空间上进行编排,从而可以形成像许多不同细胞类型的毛囊这样的复杂结构,而不会出现任何错误”富克斯。

研究人员预计这些发现将对许多器官和组织以及伤口修复产生广泛的影响。

来源:洛克菲勒大学