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在发育和疾病调控干细胞生物学因素

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2016 |文章编号 7170642 | 3 网页 | https://doi.org/10.1155/2016/7170642

在发育和疾病调控干细胞生物学因素

收到 2015年9月28日
公认 2015年9月29日
发布时间 二零一五年十二月二十〇日

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。继全面快速发展体内体外研究,干细胞现在定期发展和pathomechanistical研究暗示。其独特的,以产生所有细胞类型的各生物体的能力允许的定向分化体外培养的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,以及体内研究强烈的限制。此外,描述了从体细胞由Takahashi和Yamanaka产品分成合同的产生突破性的研究,曾担任无限制地使用个人和患者特异性干细胞基础研究的提升。如今,这些诱导多能干细胞(iPS细胞)跻身用来明确研究人类病理机制的患者特定的设置等。此外,组织特异性干细胞,例如,作为蜂窝储备和替代衰减细胞和组织退化,如人组织和组织特异性细胞的有用来源讨论。显然,这些成体干细胞已经成功地在几十年的治疗方法,如骨髓移植造血干细胞使用。

利用干细胞的大量研究已经发表了描述不同的病理机制中罕见和常见的疾病,给对未来治疗初创希望。

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。

干细胞生物学,M.纳瓦兹等人的基础。总结干细胞来源的细胞外囊泡(电动汽车)的现有知识。目前的知识包括干细胞连续分泌因子进入围绕隔室作为自分泌以及旁分泌信号改性剂。此外,电动汽车的丰度一直在报道说,模拟细胞的表型其所源自。他们似乎在此发挥的利用持续的双向通信遗传信息交流的作用。这意味着,电动汽车可以调节干性,自我更新和分化的干细胞及其亚群。

甲研究较差的干细胞群是滋养层干细胞(TSC),负责胎儿胎盘的产生和功能。S. J. Arnold等。彻底调查有关其表达谱这些的TSC体内体外。使用一个显着的一套方法和途径,他们广泛地参与有关的TSC的知识,并提供一个明确的组标记和这些细胞的转录签名。此外,他们调查参与了对mRNA和蛋白水平早期分化事件的几个基因的时间依赖性表达。

在成人的场间充质干细胞(MSC),其仍然被认为是作为用于各种临床意义的,K. C.埃拉希等有很大的希望。简要地讨论这两个事实是分离的MSC是不同的细胞和不同组织分离的MSC的混合显示,除了一些常用功能的一些显著的差异。不过,他们指出,事实上,这些差异也可能是不同的方法是有利的。例如,MSC的子集似乎表达鲜明而独特的套表面标志物,这可能有助于找到相应的利用率完美的亚群。

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,J. Chen等人的条款。贡献描述的TGFβ/ Smad信号对软骨细胞分化的影响的研究。在这里,他们探索在MSC软骨及其基础的分子机制方面外源性肝素硫酸(HS)的作用。它们应用于HS单独和结合TGF-β,并由此修饰的TGF-β受体表达和比率,还具有上的Smad 2/3活性的影响。

在神经系统的神经元,肠道集群维护胃肠运动和调节至关重要。这里,P. H. Neckel等。提供肠溶神经系统(ENS)祖细胞的转录组的新信息。他们报告中增殖并分化ENSS参与途径,如细胞周期,细胞凋亡,增殖,或分化相比差异调节的基因。

除了在细胞周期调控的预期差异,他们还报告了分化诱导后经典Wnt途径的标记灭活。

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。

在描述的体细胞诱导多能干细胞的重编程的逆向发育途径,一个巨大的机制和转录因子的数量都参与了成熟的转多能性。在这里,它已经报道,T-box转录因子的多能性网络本身以及在发展的早期步骤中发挥不同作用。在这方面,M. Klingenstein等。提供的证据表明,尽管TBX3正推动iPS细胞重新编程,它还是不是iPS细胞的产生或持久性是至关重要的。此信息可能填补知识的关于参与了多能性和细胞命运决定,细胞发育和成年早期的功能步骤的因素有间隙。

信号通路以及潜在因素代表的关键设置为保养干性体内体外。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。

器官的发育发生在一个小区,还利基依赖性。这里,显影胰腺给出了一个真正的例子,其中胰腺上皮细胞在分支形态发展,同时从上覆间质接收重要的信号输入。H. A.罗斯和他的同事补充的转基因小鼠模型标记随后蛋白质组学研究胰腺间质。因此,胰腺癌发展的三个潜在的重要因素被确定,作者在人类胚胎干细胞的定向分化努力验证。总之,分析的支撑在小鼠模型中的组织可有助于识别人多能胰腺分化的新颖调节蛋白质组的干细胞,从而改善目前的可用协议的纯度。

胰腺发育发生以逐步的和紧密调节的方式,过程强烈依赖于转录因子管弦乐队包括PDX1,Prrx1,或Sox9的。M.赖克特及其同事阐明这样的因素的作用胰腺癌的发起期间。在本文中,作者概括各种胰腺癌祖病变的发病逐步放理事因素既是一个发展和癌症方面。在这个意义上说,他们开发用于调节腺泡和腺管细胞转化,迄今为止胰腺癌发病的最重要和最早的事件发展因素的模型。

在此之后的轨道,E. Hessmann及其同事发现了Nfatc4-Sox9的轴作为腺泡细胞的可塑性和胰腺癌引发的关键驱动程序。致癌嘉仕需要二次命中驱动癌前病变朝癌变胰腺。这里,发育途径如表皮生长因子信号传导轴是足以通过这种癌前边界。腺泡补充免疫组化方法和染色质免疫分析外植体培养作者查明的事实,Nftac4由EGFR信号,并启动腺泡到导管上皮化生通过Sox9的直接转录激活活性。因此,作者提供了更多的证据在胰腺发育和癌症中支持的Sox9的剑锋脸。

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体外并在同一时间研究自我更新(癌症)利基依赖干细胞。

综合来看,目前的特刊提供了对健康,而且患病的组织胚胎和成体干细胞和干细胞因子和利基对它们的分化和自我更新能力的影响独特的研究模型。再次,胚胎发育和癌发​​病之间的平行线,由在不同的上下文类似因素的控制,变得显而易见和披露的重要性,以了解两者的相似性和这些方法的差异。

斯特凡Liebau
保罗Gadue
Kodandaramireddy Nalapareddy
圭多·冯·菲古拉
亚历山大Kleger

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