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幹細胞在皮膚損傷修複、癌症和皮膚穩態中的關鍵作用!

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近日發表的一篇綜述文章概述了幹細胞在皮膚損傷修複、癌症和穩態維持等方麵扮演著關鍵作用。


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研究者因發現成體皮膚幹細胞在機體平衡、傷口修複、炎症和癌症中扮演的關鍵角色,於近日獲得了2020年加拿大蓋德納國際獎,相關研究結果或能幫助科學家們理解成體幹細胞形成、維持和修複組織的分子機製,同時也為發現其它幹細胞係統特殊通路提供了新的線索。


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古希臘神話中,普羅米修斯肝髒的循環破壞和再生凸顯了古代對組織再生和自我修複能力的認同,直到幾個世紀後,研究者於20世紀60年代對小鼠骨髓細胞進行了開創性的研究才確定了組織再生的細胞基礎,這項研究證實了骨髓中的成體細胞能夠重新被植入到受輻射的小鼠機體中,為識別其它組織中的幹細胞及維持和修複損傷的組織奠定了基礎。

幹細胞在血液係統中易於操作、分離和研究使其得到了迅速發展,然而,目前研究人員並不清楚如何在其它組織中控製幹細胞的再生,20世紀70年代,研究者就開始了相關研究,他們培養出了人類上皮幹細胞,從而就能幫助深入研究控製非造血幹細胞的分子機製。

在過去15年裏,研究者利用毛囊幹細胞的分子基因表達,發現並闡明了多個轉錄、表觀遺傳學和生境因子在HFSCs形成和再生過程中的重要功能,他們發現,毛囊中的兩層幹細胞能通過生長因子BMP6和FGF18來互相交流,這兩種因子能在毛囊隆突細胞中表達並被分泌,從而通過誘導其表達諸如NFATC1和FOXC1的轉錄因子來維持HFSCs處於一種靜息狀態,從另一方麵來講,HFSCs的早期子代能夠分泌Shh信號從而刺激更多子代細胞的自我更新和再生。

諸如Sox9、Lhx2和TCF3/4等轉錄因子能以其它方式沉默HFSCs中的超級增強子來調節幹細胞的行為,而Wnt信號則會驅動開啟毛發生長的額外超級增強子的激活,這些轉錄和表觀遺傳調控存在的多方麵改變就會在毛發生長期間精細化地調節幹細胞的自我平衡和激活,除了HFSC活性的內在調節外,研究者還揭示了間充質小細胞(比如皮膚乳頭細胞等)調節HFSC的活性,盡管科學家們在毛囊再生控製方麵存在許多問題,但研究者Fuchs的工作提高了丝瓜成视频app下载在某一水平對HFSCs調節機製的理解。

研究者發現,在損傷後皮膚修複過程中,HFSCs能促進表皮幹細胞的遷移以便封閉損傷開放的上皮細胞。隨後研究者揭示了表皮幹細胞促進傷口修複的機製,結果證明了像造血幹細胞和祖細胞一樣,損傷會促進上皮幹細胞的炎症記憶,從而增強其對未來損傷修複的能力,這種記憶需要炎症刺激,即通過炎性小體信號來驅動上皮幹細胞的表觀遺傳學改變。鑒於傷口管理作為一個全球人口健康問題的重要性,相關研究或能為後期科學家們開發有效的臨床療法來治療危害人類健康嚴重的疾病提供新的思路。

研究者的另一個主要研究領域就是分析皮膚如何產生癌症,他們發現,皮膚腫瘤是由表皮中Wnt信號的過度激活所引發,隨後研究者試圖利用先進技術對遺傳性小鼠模型進行研究來揭示皮膚中腫瘤產生的分子機製。

比如,他們對腫瘤易感性小鼠進行RNAi篩查你就能識別出皮膚癌中的癌基因、腫瘤抑製子和microRNAs,在另一項研究中,他們利用體內生物傳感器來追蹤具有活性水平的TGF-β信號通路的細胞譜係;基於這種方法,研究人員發現,來自脈管係統中的信號能夠創建一種寬鬆的生境,其能以一種特殊方式刺激癌症幹細胞並允許其變得具有侵襲性並對化療耐受,研究者所開發的這種方法就能定義驅動皮膚腫瘤形成的新機製,同時還能幫助開發強大的工具來研究幹細胞和癌症的生物學特性。


總之,研究者幫助丝瓜成视频app下载揭示了在機體平衡、損傷修複和腫瘤形成過程中組織內幹細胞相互交流的分子機製,通過利用強大的細胞生物學工具並將其應用於組織生物學研究中,研究者以大膽的方式改變了幹細胞生物學在多個研究領域的影響,包括免疫學、傷口修複、皮膚病研究和癌症生物學等。

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