Cell子刊惊人发现：干细胞拥有天然后备军

　　

生物通报道：Johns Hopkins大学的研究人员，在果蝇精巢中发现了一个惊人的现象。当他们通过实验杀死特定类型的干细胞时，一种非干细胞挺身而出，开始生成替代性的新干细胞，弥补组织中的干细胞损失。

这项发表在Cell Reports杂志上的研究，可以帮助人们进一步理解干细胞所处的微环境，以及肿瘤中的干细胞补充机制。（相关文章：Cell：转录因子决定肿瘤干细胞的命运）

领导这项研究的是Johns Hopkins大学的细胞生物学教授Erika Matunis，他将果蝇作为模式系统，对天然状态的干细胞进行研究。目前，绝大多数干细胞研究是在体外进行的，但实际上干细胞生活在组织内的特定区域（niche）。动物体内的成体干细胞，能够持续分裂生成多种类型的细胞，例如新的血细胞和生殖细胞。

果蝇精巢是负责精子生成的器官，其形状就像一个弯曲的小管，末端是一个干细胞niche。这种干细胞niche中存在着三种细胞：生殖干细胞、包囊干细胞（cyst stem cell）、和中心细胞（hub cell）。

一直以来，所有人都认为中心细胞不是干细胞，它们已经处于最终形态，无法进一步分裂或改变功能。而这项新研究发现，事实并非如此。

为了研究包囊干细胞的作用，Matunis建议她的研究生想办法杀死这些细胞，他们原以为这是一个简单而直接的事。然而，事实证明这个任务并不容易，杀死包囊干细胞需要不同基因共同起作用。

“在找到杀死包囊干细胞的方法之后，我们认为可以由此清空组织中的这种干细胞，”她说。对于35%的精巢来说，事实的确如此。但在精巢的其他部分，包囊干细胞又重新长了出来。那么，这些包囊干细胞从何而来呢？

这个问题的答案再次令人大跌眼镜，这些干细胞居然来自中心细胞。研究人员发现，当包囊干细胞被摧毁时，中心细胞开动了自己的细胞分裂机器。他们进行了多次验证实验，还给中心细胞打上了遗传标记，研究显示这些标记的确出现在新生的包囊干细胞中。

Matunis指出，中心细胞生成的新干细胞与之前的干细胞并不完全相同。“它们中的一些看起来有点古怪，”Matunis说。有时，这些新细胞会合成中心细胞独有的分子。进一步研究显示，从损伤中恢复的精巢形成了新的niche。正常精巢只有一个niche，而受损精巢可能出现两三个。

目前，研究人员还不清楚新niche是怎样形成的。他们推测，可能新的细胞分裂使原始niche变大，然后又发生了分裂。现在，研究团队正在努力“解读niche的工作机制，”Matunis说。

研究人员认为，这项研究有助于人们进一步理解癌症，因为许多癌症都涉及了癌症干细胞。了解肿瘤niche中的干细胞补充机制，将为人们揭示对抗癌症的新靶标。

 

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