破解干细胞起源谜题

作者：杨超月

在我们的一生中干细胞就像勤杂工那样辛勤地工作，修复受损的组织及再生出皮肤一类的正常组织。尽管科学家们已经了解到了许多当我们变为成人时干细胞发挥功能的机制，却仍不知道胚胎发育过程中这些干细胞最初源自何处。

现在，来自洛克菲勒大学的研究人员确定了，发育过程中指示某些细胞变为干细胞的一种新机制。发表在1月14日《细胞》（Cell）杂志上的研究结果，帮助解释了细胞间的通讯是如何介导这一过程的，有可能对皮肤癌的治疗产生重大的影响。

哪一个先出现，干细胞or微环境？

干细胞群接收来自附近其他细胞的信号，这些信号向它们发出指令：或是维持干细胞身份，或是分化为特异的细胞类型。这些称作为“微环境”（niche）的指导细胞群已知维持了成体干细胞群。但目前尚未充分了解这种微环境形成的机制，或在胚胎发育过程中干细胞首先出现的时间和地点。

利用小鼠毛囊（这一区域包含了活化的干细胞）开展研究，Robin Chemers Neustein哺乳动物细胞生物学与发育实验室的Elaine Fuchs及同事们，调查了在最早形成毛囊时发生的细胞分裂。毛囊是从基板（placode）开始，发育成为由不同细胞类型构成的多层组织的。通过标记基板内的细胞及追踪它们的后代细胞，研究人员确定了每一次细胞分裂，都有一个子细胞留在原地不动，另一个则逃到了不同的一层（延伸阅读：NIBS研究员eLife发文揭示毛囊干细胞形成机制）。

进一步的实验揭示逃离的变成了干细胞。这一研究发现具有重要的意义，因为这是在这一系统中检测到干细胞的最早发育时刻点，它表明在微环境形成之前干细胞有可能就已经存在。

筑巢成为干细胞

细胞变成注定成为的细胞类型（如一个肝细胞或皮肤细胞）取决于许多的因素，包括来自其他细胞的分子信号帮助开启或关闭了一些特异的基因。Fuchs和同事们观察发现，最终处于不同位点的两个子细胞之间的信号活动有差异，他们想确定信号帮助决定它们最终细胞命运的机制。

他们发现，逃离子细胞移动到了WNT信号低水平的环境中，WNT信号已知在胚胎发育中起作用。与之相反，另一个子细胞停留的环境具有高水平的WNT信号。WNT的水平影响了细胞对另一种信号SHH(Sonic Hedgehog)的反应——只有处于低WNT环境中的细胞响应SHH信号，后者引导了这些细胞变为干细胞。

研究人员认为，WNT与SHH信号之间的对抗或许帮助控制了在胚胎发育这一时期生成的干细胞数量。

Fuchs说：“这一新发现的信号串扰解释了为何这两种信号对皮肤癌具有如此重大的影响，在皮肤癌中肿瘤增殖干细胞的数量过多。这项工作为未来研究肿瘤增殖干细胞和正常干细胞铺平了道路。”

对于干细胞来说，微环境调控十分重要。由西班牙国家心血管研究中心的Simón Méndez–Ferrer博士领导的干细胞生理病理学研究小组提出治疗某些骨髓增生性疾病的新思路：靶向干细胞的微环境。

参考资料：

Restoration of Visual Function by Enhancing Conduction in Regenerated Axons

Although a number of repair strategies have been shown to promote axon outgrowth following neuronal injury in the mammalian CNS, it remains unclear whether regenerated axons establish functional synapses and support behavior. Here, in both juvenile and adult mice, we show that either PTEN and SOCS3 co-deletion, or co-overexpression of osteopontin (OPN)/insulin-like growth factor 1 (IGF1)/ciliary neurotrophic factor (CNTF), induces regrowth of retinal axons and formation of functional synapses in the superior colliculus (SC) but not significant recovery of visual function. Further analyses suggest that regenerated axons fail to conduct action potentials from the eye to the SC due to lack of myelination. Consistent with this idea, administration of voltage-gated potassium channel blockers restores conduction and results in increased visual acuity. Thus, enhancing both regeneration and conduction effectively improves function after retinal axon injury.

保存胎盘源干细胞：年轻父母的新选择

科学家们发现胎盘中含有丰富的造血干细胞、亚全能干细胞、间充质干细胞和母亲干细胞 ，是干细胞的重要来源。许多父母选择在孩子出生的时候，把胎盘委托给专业干细胞保存机构，从中提取出有价值的造血干细胞、亚全能干细胞、间充质干细胞和母亲干细胞，并长期保存起来，以备孩子成长过程中以及家庭成员的未来不时之需。