华裔学者开启干细胞再生器官之路

鸟类能从未分化的羽毛前体细胞中长出不同形状、不同大小和不同颜色的羽毛。现在，来自南加州大学Keck医学院台湾学者Cheng-Ming Chuong领导的研究小组对鸡的飞羽*所做的研究中，发现了鸟类羽毛为什么会如此多样的一个机制。文章发表在12月15日的Nature杂志上，这是首次实现对干细胞分化的可视化分析，意味着开启了一个通向人类器官再生道路的通道。 *生物通注：飞羽(flight feather):鸟翼或鸟尾上维持飞行所需的相对大且坚硬的羽毛之一。是廓羽的一种,着生在鸟类两翼的后缘。

　　生物通报道：研究人员采用了长时程标记固位（long-term label retention），移植和荧光染料Dil跟踪示位法来为干细胞活动制图。研究人员发现羽毛干细胞在瓶状的羽囊内壁呈环状分布，羽毛干细胞的定向与羽毛产生类型是相互关联。 鸟类每年换羽2次，每只鸟身上平均有200，000根羽毛，这意味着每只成鸟都在进行着活力再生。Chuong博士和他的助手鉴定研究了鸡毛囊泡中的表皮干细胞。他们用含有非放射性标记物质的水来喂养鸡，这些非放射性标记物质进入体内的表皮干细胞中，通过标记他们发现这些干细胞可以发育成多种不同类型的细胞。研究人员发现这些干细胞在每个羽囊中得到很好的保护。 在羽毛中有三种类型的干细胞存在，它们会迁移到“羽囊”中的特定位置：可能正是这种物理重排决定着完全丰满后的羽毛的不同形状和不同走向。干细胞的这种分布是与在毛囊中所看到的情况相矛盾的。但在其他方面羽毛干细胞与毛囊干细胞拥有相似之处，这支持了羽毛和毛发是在距今大约2亿年前从类似结构独立分化出来这一观点。 随着这些细胞的增殖和分化，分化的细胞往上生长从而产生了羽毛。当禽类换羽时这些羽根就会从囊泡中脱落。干细胞这种独特的拓扑排列，以及在羽毛囊泡增殖分化使整个羽毛器官组织能够不断地生长和再生。羽毛使科学家感兴趣的另一个重要原因是他们多种多样的外形以及与外形相关的功能作用。例如鸡胸部放射对称的羽毛是用来保暖的，而鸡翅膀左右对称的羽毛是用来战争搏斗的。使Chuong和他的同事吃惊的是，鸡翅膀羽毛干细胞的方向竟然和产生的羽毛类型有关，对鸡胸部放射对称的羽毛来说，其干细胞是水平生长的，而就左右对称的翅膀羽毛干细胞来说，其生长是倾斜的。 在《自然》上的文章中，Chuong推测就是这种倾斜生长使羽毛由辐射对称转变成左右对称。尽管这项研究发现非常令人振奋，但是Chuong表示，他们真正的研究目的是如何把这一发现应用在人类干细胞的研究中。