【进展】干细胞分化的“兼职”调节因子

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【进展】干细胞分化的“兼职”调节因子

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2008-06-16 18:59

Caspase酶是一种经典的细胞死亡程序调节因子，然而最近的一系列研究发现，caspase同时还能对干细胞的分化过程进行调节。

在2008年6月5日出版的《细胞—干细胞》（Cell Stem Cell）上，来自美国的一组科学家发表文章称，caspase的活动能调节胚胎干细胞的分化。胚胎干细胞可以进行自我更新，并保持着分化为三个不同胚层细胞的能力，这些胚层细胞最终将发育为构成身体的各种细胞。最近有一种观点认为，一组主要的转录因子，其中包括Oct4，Sox2以及Nanog形成了一个稳定的自我调节回路，以保持胚胎干细胞处于自我更新的状态。而文章作者认为，为了使得这些细胞获得分化为不同胚层的能力，应该存在一种翻译后机制，能逆向调节这些自我更新因子。

在实验中，研究人员发现caspase能诱发分化中的胚胎干细胞发生Nanog的分裂。而缺少Casp3基因的干细胞则明显存在分化能力方面的缺陷，同时，加强caspase分裂抗性Nanog变异基因的表达能大大促进胚胎干细胞的自我更新。这表明细胞死亡程序路径的一个重要组成成分同时与胚胎干细胞的发育调节有关。

而在同时发表的另一篇文章中，来自美国、德国、瑞典和加拿大的一组科学家表示，造血干细胞（hematopoietic stem cell）对外源信号的反应会受到caspase-3的抑制。对于炎性细胞因子（inflammatory cytokine）反应的抑制是成年造血干细胞的特征之一，这能使干细胞数量保持相对的稳定。在研究中，科学家发现caspase-3参与了以上过程，这是令人感到意外的结果。缺乏caspase-3的小鼠其免疫表现型长期再生干细胞（immunophenotypic long-term repopulating stem cell）数量会有所增加，同时伴随着多种功能的改变。

研究人员表示，以上这些改变反应出外源信号激活的变化。Caspase-3−/−细胞对特定的细胞因子做出反应，并对Ras-Raf-MEK-ERK路径的磷酸化成分表现出细胞种类特异性变化，而另外一些路径成分，例如pSTAT3，pSTAT5，pAKT，pp38 MAPK，pSmad2以及pSmad3并未受到影响。因此，caspase-3在干细胞静止中起到了作用，并降低了特定的信号，最终导致细胞对于微环境刺激的反应被抑制。

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