Nature：活體實時追蹤干細胞
日期：2012-07-04 08:02:29
來自耶魯醫學院的研究人員首次在未受損傷的動物體內觀察和操縱了組織再生過程中干細胞的行為。相關論文發布在7月1日的《自然》（Nature）雜志上。
組織發育與再生依賴于細胞與細胞間的相互作用和靶向干細胞及直系后代的信號。然而，目前對于導致適當組織再生的細胞行為還不是很理解。
在這篇文章中研究人員利用一種新型的非侵入式的活體雙光子成像技術，觀察了活體小鼠中隨時間推移生理性的毛囊再生。通過這種先進技術，研究人員監控了在生理性毛發再生過程中上皮干細胞和它的子代細胞的行為。與此前的研究相一致，研究人員證實干細胞在毛發再生最初階段處于靜息狀態，而子細胞則更為活躍地分裂。此外，子代細胞分裂在毛囊中受到空間上的組織。除細胞分裂，子細胞協調的細胞移動也使得毛囊能夠快速擴充。研究結果表明干細胞和子代細胞與直接微環境間的互作決定了細胞如何分裂、遷移至何處以及變為何種特化細胞。最后，通過針對性細胞清除和長期追蹤活體毛囊，研究人員還證實稱為間充質的結締組織是毛發再生的必要條件，缺乏間充質的小鼠毛發無法再生。
研究人員表示通過利用雙光子成像技術使得他們實現了對毛囊的實時非侵入式成像觀測。這種先進的成像技術還可用于闡明干細胞與其他細胞互作，以及在包括肺臟和心臟等各種其他器官中觸發修復的機制。
“新研究告訴了我們關于組織再生過程作用機制的大量信息，”文章的資深作者、耶魯大學干細胞總新遺傳學和皮膚病學助理教授Valentina Greco說。
干細胞不僅能夠刺激包括人類在內的哺乳動物毛發生長，而可以用于再生許多其他的組織類型。“了解微環境調控干細胞行為的機制可以促進我們將干細胞用于治療，并解釋癌癥及其他疾病中出錯的機制，”Greco說。
新研究首次實現了在未受損的活體動物內以高空間和時間分辨率成像毛囊干細胞及子細胞。表明了毛發再生涉及一系列的動態細胞行為，依賴于間充質的存在。鑒于干細胞微環境組件在各種組織中普遍保守。新研究發現對于其他組織有可能也具有同樣的意義。從更廣泛意義上說，了解在生理條件下干細胞和子細胞的行為調控機制有可能是推動干細胞在再生醫學中應用以及揭示大量疾病細胞機制的必要條件。
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