决定成年干细胞命运的因素

成年干细胞已在大量器官中发现。它们不是“全能的”，而是被保持在一种无差异的状态下，一旦从这种状态释放出来，会影响有限数量的细胞。维持这种平衡的分子程序的性质现在已在成年黑色素细胞中被搞清，结果表明，Pax3转录因子是胚胎神经脊发育和成年黑色素干细胞功能的一个调节回路的组成部分。它通过诱导另一转录因子Mitf来使一个细胞成为黑色素细胞；与此同时，它通过与Mitf竞争结合点来阻止干细胞的分化。一个细胞若以这种方式决定命运，则能够通过选择走分化之路来对外部刺激做出快速反应。了解这种调节机制，将使利用成年干细胞进行组织再生的希望更大一些。

干细胞的治疗意义在于它们一开始是未分化细胞，但可以发展成体内任何细胞类型，从而取代病人体内因受伤或生病而受损的组织。但是，一旦干细胞分化为脑细胞、心脏细胞、肌肉细胞或其它身体细胞，就再也不能逆转。

而现在，据2005年2月24日出版的《自然》杂志上的一篇报告称，科学家在老鼠实验中发现一种新的基因信号能阻止或允许干细胞发展成特定的细胞类型。该报告的第一作者、芝加哥大学的医学讲师Deborah Lang说：“这一发现可能导致新的干细胞疗法。”

Lang的小组在实验中发现一种称为“Pax3”的基因有助于保持一定的干细胞贮藏量。Pax3存在于成熟皮肤干细胞中，而且，看起来是它阻止了这些细胞变成发育完全的皮肤细胞，而是将它们作为干细胞保存起来。

Pax3是对黑色素细胞的发育至为关键的基因，而且存在于成人干细胞中。他们在实验中发现，Pax3指挥干细胞变成黑色素细胞，但又不让它们完全分化。Lang认为，这是身体防止干细胞耗尽的一种方法。她指出，身体的大多数细胞最后都会丧失分化的能力，但有些细胞不会。这些细胞象干细胞一样继续生长，但没有受到控制。因为Pax3已知与某些癌症肿瘤有关，所以，某些癌症可能源自干细胞。

Lang说，皮肤中的干细胞可能就是转变成皮肤恶性肿瘤（如黑素瘤）的细胞，因此，了解干细胞的作用方式也可能有助于癌症新疗法的研究。此外，她说，在多种器官内都发现了成人干细胞，这些干细胞都可以是组织再生的潜在储备。她举例说，未来有可能利用病人自己的干细胞来制造替代器官（如肝脏），前提是，在需要用到干细胞之前，必须停止它们的分化。

该报告的联合作者、宾夕法尼亚大学的医学教授Jon Etein博士说：“我的想法是，这是一个新的基因家族，它们既可以决定细胞类型，又可以控制分化。我们把它们命名为‘潘基因（pangenes）’，取自既能协调复杂活动又永远不会变老的希腊神潘的名字。”

宾夕法尼亚大学医学院的一项对皮肤成人干细胞的研究发现了一类新的基因。这类叫做pangenes的基因既能够控制干细胞的命运，又能为将来适时的分化安上刹车。了解这些基因的分子控制对组织再生治疗具有重要意义。

Pax3基因是黑素细胞胚胎发育的关键。研究人员发现Pax3基因还在皮肤的成人干细胞中发生了表达。Etein等人将这些发现公布在2月24日的《自然》杂志上。

研究人员发现Pax3在成人干细胞中扮演着双重甚至是有点相反的角色：它指导这些干细胞变成黑素细胞，但同时阻止它们完全分化。

Etein指出这项研究表明一个单个的基因能够告诉一个细胞应该变成怎样并同时又通过抑制其分化来阻止它的命运。单个生化因子或复杂的因子复合体的这种双重功能代表了发育生物学和干细胞生物学的一个新的规则。

Etein认为这个概念可能对了解一些肿瘤细胞的起源很重要。Pax3与一些肿瘤有关，因此这些发现也支持了一些癌症的干细胞起源假说。到目前为止，已经在许多类型的器官中发现了成人干细胞，而且这些细胞可能成为组织再生的一种潜在的储存库。