干细胞与小生境是对话方式，而非独白

　　

生物通报道：良好的沟通依赖于对话，而非独白，干细胞也不例外。华盛顿大学（University of Washington ，UW）研究人员最近证明，在体内干细胞形成的小生境（niches）中，细胞间的通信是双向的。

只有这些小生境——巢样微环境发育为调节细胞，干细胞才能实现自我更新。干细胞能够分化为多种新细胞类型，小生境调节新生细胞的数量和种类。

小生境也帮助维持干细胞的供应量，已备将来需要。我们体内生产干细胞的小生境是各自独立的，比如专门负责转化为血液的干细胞和转化为皮肤的干细胞的小生境就是独立的。小生境是干细胞能够自我补充和补充组织细胞的地方，其作用贯穿生命始终。小生境出现问题会引发各种疾病，比如小生境中细胞增殖过多会引发癌症，细胞生产衰退又有可能导致老年骨质疏松。

尽管一些干细胞小生境已经被研究了很长时间，但是问题还没有解决：组成小生境的细胞的特征以及他们是怎样通知干细胞进行工作的。小生境细胞之间的信号在干细胞维持和发育过程中扮演重要角色，小生境细胞向干细胞传递的信号逐渐引起研究人员关注。

“我们着眼于干细胞和小生境细胞之间双向信息传递的可能性，”UW生化教授、UW干细胞和再生医学研究所成员、干细胞小生境研究员Hannele Ruohola-Baker说，“证明干细胞协助小生境发挥功能，对于干细胞治疗有深远影响，也许有助于解释癌细胞经过增殖在体内扩散的机制。”

Ruohola-Baker补充说干细胞是再生医学的希望：利用干细胞修复功能，发展用于更换、取代受损组织的治疗方案。她提到大多数成人组织都含有干细胞。

“通过自我更新和分裂，”她说，“干细胞后裔补充干细胞池，也向其它特定细胞转化。重要的是，在整个生命过程中干细胞始终具有分裂能力。它们通过具有调节作用的外部刺激完成上述工作。这些调节细胞分裂的机制也许是干细胞发出的，需要被严密监视。”分裂太少导致组织的维护能力差，分裂太多会导致肿瘤等恶性疾病。

Ruohola-Baker实验室以果蝇卵巢生殖干细胞小生境（germline stem cell niche）为研究对象。果蝇产卵依赖于成年果蝇卵巢中的干细胞。

果蝇卵巢内的生殖区（germarium）含有许多微小摇篮（cradle），每个摇篮中都包含有3－6个盖细胞（cap cells）和2－3个准备发育成为蝇卵的干细胞，盖细胞组成的小生境将干细胞围绕起来。盖细胞与干细胞紧密接触，这种接触在盖细胞与干细胞进行细胞通信过程中发挥关键作用。

研究小组将目光锁定在一种经常依赖于细胞紧密接触的信号途径——Notch 途径。Notch 蛋白如同细胞表面的一个扳手，可激活细胞内部机制。当其它细胞表达的蛋白Delta 和 Serrate扳动细胞表面的Notch后，蛋白可以自由进入细胞到达细胞核开启一列基因。Ruohola-Baker说，Notch 途径在血液系统、肠、乳腺、肌肉等的许多干细胞小生境中都发挥重要作用。然而是哪种细胞分泌了信号蛋白，又是哪种细胞接收了信号蛋白仍然不甚为人知。

UW研究人员对Notch 信号途径在干细胞和盖细胞中的作用进行分析，发现干细胞Delta蛋白上升或者盖细胞Notch蛋白被激活都会导致盖细胞数量10倍级上升。这些多余的盖细胞进而导致干细胞大量扩增。

另一方面，如果干细胞不产生有生物学功能的Delta蛋白，会结束干细胞身份并迅速离开小生境；Notch 信号途径的接收端是盖细胞所必须的，帮助盖细胞接收信号而不是发送信号。在与其它研究人员的合作中，Ruohola-Baker等发现盖细胞产生的TCF－β信号是维持干细胞活性所必需的。

Ruohola-Baker说：我们发现干细胞利用Notch 信号途径通知邻近细胞，用于维持小生境的活性；小生境诱导、维持干细胞的命运，” Ruohola-Baker说，“这显示了干细胞和支持干细胞的小生境之间进行交流的迹象。提示体内可能存在许多潜在的干细胞小生境，当其邻近的干细胞发出信号后，这些小生境能够被激活。这也许也是癌细胞扩散能力的来源——干细胞在逆境中建立‘家园’形成小生境。我们都需要一个家，具有强大生命力的干细胞更是活跃的住宅设计师。（生物通记者 子元）