SCI 干细胞国际 1687 - 9678 1687 - 966 x Hindawi出版公司 10.1155 / 2016/7170642 7170642 社论 在发育和疾病中调节干细胞生物学的因素 http://orcid.org/0000-0003-0721-8187 Liebau 斯特凡 1、2 Gadue 保罗 3 Nalapareddy Kodandaramireddy 4 冯Figura 圭多 Kleger 亚历山大 6 1 神经解剖学和发育生物学研究所 埃伯哈德·卡尔斯图宾根大学 72074年图宾根 德国 uni-tuebingen.de 2 中心的感觉神经系统(ZFN) 埃伯哈德·卡尔斯图宾根大学 72074年图宾根 德国 uni-tuebingen.de 3 费城儿童医院(盖章) 宾夕法尼亚大学 宾夕法尼亚州费城市政中心大道3501号,邮编19104 美国 upenn.edu 4 实验血液学与癌症生物学部 辛辛那提伯纳大街3333号,邮编45229 美国 cincinnatichildrens.org 2共产主义和政治 Klinikum是我的朋友 慕尼黑技术大学 81675慕尼黑 德国 tum.de 6 内科 乌尔姆大学 阿尔伯塔-爱因斯坦-阿里11,89081乌尔姆 德国 uni-ulm.de 2016 20 12 2015 2016 28 09 2015 29 09 2015 20 12 2015 2016 Stefan Liebau等人版权所有 这是一篇在知识共享署名许可下发布的开放访问的文章,该许可允许在任何媒介上不受限制地使用、发布和复制,只要原稿被正确引用。

干细胞在一般的特点是他们的能力,自我更新和对各种后代分化。大力开始给希望,因为史蒂文斯和小,1954年的哺乳动物多能性的首次发现;使用多能干细胞(PSC)干细胞研究领域已达到在科学和医学普遍关心的状态。继全面快速发展 在活的有机体内 在体外在研究中,干细胞经常出现在发育和病理机制的研究中。它们独特的能力,产生所有类型的细胞各自的有机体允许定向分化 在体外培养的PSC到所需的方向。随后,将该分化的子代的发育和功能可以在细节上进行研究。这特别占人类系统,其中,主材料,以及 在活的有机体内研究非常有限。此外,高桥和山中描述了体细胞生成PSCs的开创性研究,为无限制使用基于个体和患者特定干细胞的研究提供了一个平台。如今,这些诱导多能干细胞(iPSCs)和其他细胞被用于明确研究患者特定情况下的人类病理机制。此外,还讨论了组织特异性干细胞作为人类组织和组织特异性细胞的有用来源,例如,作为细胞储备和替代腐朽细胞和退化组织。显然,这些成体干细胞已经在治疗方法上成功应用了几十年,例如骨髓移植中的造血干细胞。

许多利用干细胞的研究已经发表,描述了罕见和常见疾病的不同病理机制,这给未来的治疗初创企业带来了希望。

此外,在当前的十年中,使用的治疗方法的PSC第一报告已经公布,并在几个器官系统进一步即将到来的临床试验批准,并准备开始。尽管如此,它仍然是彻底了解潜在的细胞机理和发育和病理的环境暗示的分子途径是至关重要的。在这个意义上说,最近的报告表明,“干细胞因子”期间的细胞谱系的承诺逐步兑现阶段的附加功能。例如,过程中胚层的形成,Oct4和TBX3促进胚层以及内胚层的命运和限制神经外胚层分化潜能。相比之下,SOX2增强神经外胚层规范而限制中胚层和内胚层系开发。后来,这些因素都随后参与组织的发展。二,癌症的一个标志是重新从早期开发已知的遗传程序和干细胞的能力。有趣的是,如Nodal信号信号级联调节在胚胎早期构图癌症发展过程中再次过表达时,与“干细胞因子”可以驱动发育不良和肿瘤发生表明胚胎细胞命运决定之间的紧密链接,干细胞,和肿瘤的发展。

为此,我们已经聚集了大量的研究干细胞发育和疾病的保护伞下提供依据,了解从基础干细胞生物学的步骤,在开发过程中进一步去生理功能,直至功能紊乱导致的病理症状。

M. Nawaz等在干细胞生物学的基础上总结了干细胞来源的胞外囊泡(EVs)的现有知识。目前的知识包括干细胞持续分泌因子到周围的隔室作为自分泌和旁分泌信号调节器。此外,有报道称大量ev模拟了其来源细胞的表型。因此,他们似乎发挥作用的遗传信息交换利用持久的双向通信。这意味着ev可以调节干细胞及其亚群的stemness、自我更新和分化。

滋养干细胞(TSC)是一个研究不足的干细胞群体,它负责胎儿胎盘的生成和功能。S. J. Arnold等人对这些TSCs的表达谱进行了深入研究 在活的有机体内 在体外。使用一套卓越的方法和方法,他们广泛地贡献了对TSCs的知识,并提供了一套明确的标记和这些细胞的转录标记。此外,他们还在mRNA和蛋白水平上研究了参与早期分化事件的几个基因的时间依赖性表达。

成人领域的间充质干细胞(msc),仍视为一个巨大的各种各样的临床意义,希望k·c·艾莱西等人简要讨论这两个事实分离msc是混合不同的细胞,从不同组织分离msc除了一些共同特征明显的差异。然而,他们指出了这样一个事实,即这些差异对于不同的方法也可能是有益的。例如,骨髓间充质干细胞的亚群似乎表达了不同和独特的表面标记集,这可能有助于为各自的利用找到一个完美的亚群。

在MSCs的系统,S. Wang等。提供施加转录分析Toll样受体3活化的MSC进行研究。在间充质干TLR3活性报道对MSC功能的影响,因此可能是一个候选人,了解MSC生理学。然而,长非编码RNA(lncRNAs)被认为是发挥这个系统的作用。S. Wang等。现在给使用这可能是在TLR3激活的MSCs进一步的研究有用的全基因组转录组阵列参与lncRNAs一个全面概述。

在MSC分化信号方面,J. Chen等人进行了一项研究,描述了TGF (TGF)促分化/Smad信号对软骨分化的影响。在这里,他们探讨了外源性硫酸肝素(HS)在MSC软骨形成中的潜在分子机制的作用。他们单独或联合应用HS,从而改变TGF-受体的表达和比例,也对Smad 2/3活性产生影响。

在神经系统中,肠内神经元簇对维持胃肠运动和调节至关重要。在此,P. H. Neckel等人提供了肠神经系统(ENS)祖细胞转录组的新信息。他们报告了在增殖和分化过程中不同调控的基因,这些基因参与了细胞周期、凋亡、增殖或分化等途径。

除了细胞周期调控的预期差异外,他们还报道了诱导分化后典型wnt通路的显著失活。

在肠神经系统,K. Nothelfer等人的第二个研究。进一步扩大有关在ENS中Wnt-FZD途径的知识。他们调查了Wnt信号受体的表达在小肠和大肠人ENS卷曲-4和发现的显著丰肠神经元和神经胶质细胞亚群卷曲-4。此外,他们观察到卷曲-4的copositivity神经祖细胞标记巢蛋白和P75NTR,巴黎高师的发展过程中暗示的卷曲-4的作用。

在描述体细胞重编程诱导多能干细胞的反向发育过程中,大量的机制和转录因子参与了多能干细胞的成熟转化过程。在这里,已经报道了T-box转录因子在多能性网络本身以及在发育的早期阶段发挥不同的作用。在这方面,M. Klingenstein等人提供的证据表明,虽然Tbx3可以积极促进iPS细胞重编程,但它对iPS细胞的产生或持续并不重要。这些信息可能填补了有关多能性和细胞命运决定、细胞发育和成人功能早期阶段的相关因素的知识空白。

信号通路和潜在因素代表了维持stemness的关键因素 在活的有机体内 在体外。然而,在最近几年,这些因素和他们的资产负债也参与早期细胞命运的选择已经变得明显。在多能性因子,C. Weidgang等人的摘要。总结了有关这些因素不仅在多能的条件,而且在早期的细胞命运决定,即从多能性出口中的作用目前的知识。在此,彻底的和明确的概述被提供作为多能性因素有用胚层相关的分类器。

器官的发育发生在细胞中,但也依赖于小生境的方式。在这里,发育中的胰腺给出了一个真实的例子:胰腺上皮细胞在分枝形态发生的同时,从上覆盖的间充质中接收重要的信号输入。H. a . Russ和他的同事在随后的蛋白质组分析中补充了转基因小鼠模型来标记胰腺间质。因此,确定了三个可能影响胰腺发育的重要因素,作者在人类胚胎干细胞定向分化努力中验证了这些因素。总之,分析小鼠模型中支持组织的蛋白质组可能有助于识别人类多能干细胞胰腺分化的新调节因子,从而提高目前可用协议的纯度。

胰腺的发育是逐步进行的,并受到严格的调控,这一过程强烈依赖于转录因子管弦乐队,包括Pdx1、Prrx1或Sox9。M. Reichert和同事阐明了这些因素在胰腺癌发生过程中的作用。在此,作者概述了各种胰腺癌前体病变的逐步发生,并将控制因素放在发育和癌变的背景下。在这个意义上,他们开发了一种模型,用于调节腺泡和导管细胞转化的发育因子,到目前为止,这是胰腺癌发病的最关键和最早事件。

遵循这一思路,E. Hessmann和同事确定Nfatc4-Sox9轴是腺泡细胞可塑性和胰腺癌启动的关键驱动因素。致癌性Kras需要二次打击来驱动胰腺的癌前病变向癌变的方向发展。在此,诸如表皮生长因子信号轴等发育途径足以通过癌前边界。作者用免疫组织化学方法和染色质免疫沉淀分析对腺泡外植体进行了补充,以确定Nftac4被EGFR信号激活,并通过Sox9的直接转录激活启动腺泡向导管上皮化生。因此,作者提供了额外的证据来支持Sox9在发育和胰腺癌期间的双面脸。

最后,M. Quante等。开发了一种新颖的3D培养系统来研究癌细胞和正常肠组织在一个利基依赖于上下文。肠道也癌前巴雷特上皮的互补衍生各种基质和共培养的细胞类型类器官培养使得该小组研究利基依赖效应在胃肠道。反过来,肌成纤维细胞也从肠神经系统的神经元提高组织体的增长和增强生存。该开发平台提供了调节和模仿癌细胞生长的独特的访问 在体外同时研究自我更新(癌症)干细胞的niches依赖性。

综上所述,本期特刊提供了关于健康和疾病组织中胚胎和体细胞干细胞的独特研究,以及干细胞因子和小生境效应对其分化和自我更新能力的影响。再一次,胚胎发育和癌症发病之间的平行线,在不同的背景下由相似的因素控制,变得明显,揭示了理解这些过程的相似性和差异性的重要性。

Stefan Liebau 保罗Gadue Kodandaramireddy Nalapareddy 圭多·冯·Figura 亚历山大Kleger