干细胞与小生境的反应关系到分化

大学医学中心的细胞生物学专家已经确定了干细胞与容纳和调节它们的特化的“生态区位细胞”（niche cell）之间的一个信号系统。这些发现使人们对刺激干细胞自我扩增或分化成一定细胞类型的信号有了更多的了解。这项研究公布在2005年1月26日的Current Biology杂志上。

Duke研究组发现niche cell的调节性基因指引干细胞的基因决定干细胞的前途——是继续扩增还是分化。Niche和germline干细胞都具有能够编码影响干细胞分裂的开关蛋白。干细胞的过量扩增是癌症发生的一个主要原因，而干细胞生产力的缩减又与不育、贫血和免疫系统缺陷有关。了解干细胞如何接受分化信息非常重要，因为任何有潜力的干细胞临床应用都需要考虑niche cell的作用。

研究人员分析了germline干细胞在自我复制或分化成其它类型细胞时的特定基因的表达情况。研究人员发现germline干细胞的行为受到临近niche cell的调节，而且干细胞分裂是一个不对称的过程。这个研究组确定了三个不同的基因——piwi、pumilio（pum）和bam，它们能调节干细胞与控制干细胞命运的niche cell之间的互作。

研究证明piwi和bam蛋白在germline干细胞和成包囊细胞中以互惠模式独立表达。但是，它们中的任意一个过表达都会干预另外一个的作用。

根据他们最新的niche cell——germline干细胞互作模型，niche cell中piwi基因的活化导致了抑制germline干细胞中bam表达的蛋白质的产生。缺少活性的bam基因会使干细胞中的pum和其他基因活化。然后，pum基因抑制与分化有关的蛋白质的制造。这些分子事件的结果就是抑制分化、维持这些细胞的原来特性。

美国杜克大学医学中心的细胞生物学家界定了一个信号系统，用于干细胞之间的交流。

生物学家发现了肺泡细胞的调节基因调节干细胞的演变。肺泡和干细胞都有调节干细胞分裂的开关蛋白基因。本次研究提供了更多关于信号系统是如何指导干细胞分裂亦或分化的信息。“理解干细胞是如何接受分化指令是十分关键的，将来的临床应用都是使用干细胞的分化细胞-肺泡细胞。”研究人员说。

“我们发现干细胞的行为被其周围的肺泡细胞调节。肺泡细胞提供了干细胞发挥功能的环境。”本次研究的负责人说，“干细胞分裂是一个非对称过程。分裂后一个新生细胞仍和肺泡细胞黏附，仍作为干细胞，另一则和肺泡细胞分开，开始新的命运。