自我更新

自(zì)我(wǒ)更(gēng)新(xīn)(Self-renewal) 指幹細胞通過對稱或者不對稱分裂產生至少一個保留幹細胞特性子細胞的過程,自我更新能夠維持幹細胞具有多分化的潛能,對於組織特異性幹細胞而言,自我更新是維持其終生具有分化潛能的基礎。

基本介紹

  • 中文名:自我更新
  • 外文名:Self-renewal
調控機制,與腫瘤關係,索引詞,

調控機制

自我更新受到細胞內外多種信號通路、轉錄和細胞周期的調節,胚胎幹細胞與成體幹細胞自我更新調節機制不同。在胚胎幹細胞中,Oct4、Sox2和Nanog這三種轉錄因子在幹細胞自我更新過程中起重要作用,這些轉錄因子所調控的基因能夠在維持幹細胞乾性的同時抑制促進分化基因的表達。胚胎幹細胞的細胞周期具有獨特的調節方式,使其具有快速自我更新的能力。胚胎幹細胞的G1期非常的短暫,這是由於胚胎幹細胞沒有或者較少含有低磷酸化的RB,導致胚胎幹細胞對細胞周期激酶的調控不敏感,同時,在DNA發生損傷後,胚胎幹細胞也不發生細胞周期的停滯。當胚胎幹細胞分化之後,G1期的長度會相應的變長,細胞分裂速度也會減慢。組織特異性幹細胞的自我更新是以有絲分裂原(Mitogen)依賴的方式進行調節的,其主要通過控制p16-Rb和p19-p53兩條信號通路進行調控。
組織特異性幹細胞自我更新的維持還需要抑制幹細胞分化,這是通過非對稱分裂或者激活分化抑制基因實現的。組織特異性幹細胞還要維持基因組的穩定性,在自我更新的過程中還需要維持較低的ROS的水平,保持端粒的長度以及對損傷的DNA進行修復。組織特異性幹細胞的自我更新同樣受到胞外環境(niche)的影響,胞外環境不僅給幹細胞提供空間上的錨定位點,還通過分泌各種因子調節幹細胞的凋亡,自我更新,分化和遷移。由於生命不同階段體內微環境會發生改變,組織性特異幹細胞的自我更新的維持方式也隨之發生改變。

與腫瘤關係

自我更新能力同樣也是腫瘤幹細胞的一個重要特徵,腫瘤發生過程中一個關鍵的步驟就是某些調節自我更新相關的基因發生突變導致腫瘤細胞具有了自我更新的能力,因此在某些腫瘤幹細胞中,可以發現很多維持正常幹細胞自我更新的調節蛋白同樣在腫瘤幹細胞中起重要作用,例如促癌基因Bmi-1,其在白血病幹細胞的維持和增殖過程中起重要作用,而在正常的造血幹細胞和神經幹細胞中Bmi-1同樣不可或缺,Hedgehog信號通路對神經幹細胞和腦腫瘤細胞的維持具有相似的作用。研究腫瘤幹細胞自我更新特異機制是尋找腫瘤特異靶向藥物的重要途徑。

索引詞

自我更新(self-renewal), 對稱分裂, 不對稱分裂

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