干细胞聪明的两大表现----自动归巢和具有记忆力

干细胞尤其是间充质干细胞,是一种很聪明的细胞,它具有多向分化潜能,可分化为多种组织细胞,诸如神经细胞、内皮细胞、脂肪细胞、肌细胞、肝细胞、成骨细胞、软骨细胞等等。不过,这只是小儿科而已,干细胞还有更聪明的地方。 
自动“导航”到身体需要修复的地方
“归巢(homing)”是干细胞聪明的一个表现。“归巢”这个概念早在1983年就提出来了,原本是指循环在血液中的淋巴细胞,有迁移回派生出它们的淋巴组织部位(如淋巴结)的倾向,这一回归现象称为“淋巴细胞的归巢”。后来“归巢”这一概念也逐渐引申到干细胞。
干细胞归巢就是指自体或外源性干细胞在多种因素的作用下,能定向趋向性迁移,越过血管内皮细胞至靶向组织,并定植存活的过程,类似于人体局部炎症反应后大量白细胞迁移至炎症周围。干细胞的归巢能力就像自带了GPS,通过定位系统自动导航去身体需要它的地方,及时修复受损细胞。
 
干细胞周围的细胞形成像摇篮样的环境保护着干细胞,这一环境被称为微环境(干细胞巢,niche),它是干细胞存在的基础。微环境由和干细胞相邻的各种细胞、细胞外基质(ECM)以及多种细胞因子等构成。微环境不仅给干细胞提供养分,同时还指导干细胞的行动,决定干细胞的分化方向。
 
微环境改变是干细胞归巢的始动因素,组织损伤局部表达多种趋化因子、黏附因子、生长因子等各种信号分子。不同的微环境分泌不同的信号分子,吸引干细胞定向到达该组织。干细胞归巢,最终归巢至骨髓,归巢至各个脏器,归巢至炎症及创伤部位,甚至归巢至肿瘤部位。 
干细胞归巢于靶向组织,是干细胞作为种子细胞应用于临床的前提。越来越多研究表明,干细胞尤其是间充质干细胞,能够选择性归巢于多种组织的损伤部位。近年来,大量干细胞的研究成果不断涌现,其中的一些研究表明,干细胞的归巢性使其在治疗疾病尤其是难治性疾病方面,表现出不可替代的优势。。 
美国纽约大学的免疫学家 ShrutiNaik就研究了皮肤和其他组织的这种记忆效应,她说:“我们开始意识到干细胞并不仅仅可以生成组织,而且还具备敏锐的环境感知和反应能力。”但当这种能力出现问题时,它们可能会引发一系列与慢性炎症有关的健康问题,比如严重过敏反应和自身炎症性疾病。Shalek分析认为,这一结果表明干细胞可能会将记忆传递给下一代细胞,并在细胞传代中永远保存下去。B细胞和T细胞利用它们以前感染的抗原,可以更有效地抵御下一次相同抗原的感染。同样,干细胞也会保留过去损伤的特性,以便在下次受伤时加强愈合伤口的能力。但对于过敏患者来说,这种记忆特性显然会造成麻烦。它可以让干细胞永久地向免疫系统发出过敏原存在的信号,生成一个促进炎症和息肉的反馈回路。
Naik说:“从功能上讲,我们知道细胞是可以被调节的。免疫学家开始了解免疫反应是发生在组织中,而组织对此的反应方式是在干细胞水平上。” 
几年前,Naik与其他干细胞生物学家合作,观察了早期损伤和炎症对小鼠伤口愈合的影响,希望了解炎症是否会影响干细胞。2017年10月18日,他们的研究成果在线发表在期刊《自然》上,研究表明,如果小鼠某块皮肤发炎并愈合,那么当这个部位再次损伤后,伤口愈合的速度会是原来的2.5倍,这种能力可能持续6个月。
干细胞是如何储存记忆的机制还不得而知。在过敏和伤口愈合的研究中,这种机制可能涉及到DNA修饰,使某些基因被激活。Naik发现,两次受伤的小鼠皮肤干细胞中的DNA包含许多疏松的片段,这意味着基因活性增强,其中一些开放区域在炎症结束后很长一段时间内都被保留了下来。
 
Naik和她的同事们最近在知名期刊《细胞》上发表的一篇综述论文中谈到,在许多组织中,干细胞与免疫系统可以通过化学物质进行“对话”,双方以及其他类型的细胞都将其信息汇集起来,最有效地应对不断变化的外部环境。无论这些对话的细节是什么,所有的证据都表明,干细胞通过保存一些“聊天记录”,在帮助机体可以更适应外部环境方面发挥着核心作用。 
 
以上我们讲了干细胞聪明的两大表现,即归巢到身体需要修复的地方和对创伤、炎症有记忆。但相信干细胞的聪明远不止这些,因为我们对它还没有透彻的认识,说不定哪一天科学家们又会发现它很多聪明的表现。对干细胞的认识无止境,干细胞究竟有多聪明,我们可能真的还想不到。

上一篇:全球3亿,从不罕见| 干细胞有望让罕见病不“罕

下一篇:研究发现:干细胞技术让人类衰老细胞恢复活力

Copyright © 2007-2024 日本体检圣手千寻 医疗身元担保资格(登录号A-042号) 豫ICP备18004489号-1