幹細胞是怎麼做決定的?

你有想過幹細胞是怎麼決定要繼續維持幹性還是分化成不同細胞、組織嗎?根據最新研究,這些決定與細胞週期中的G1期有相當大的關係 [1]。

依據先前Kosik教授的研究,G1期愈長的幹細胞會傾向分化成下游細胞,相對地,G1期較短的幹細胞會傾向維持不分化的型態。而控制G1期長短的訊號蛋白質為Wnt,研究人員發現當在幹細胞培養基中具有含量較高的Wnt時,G1期則較短,也就是說幹細胞會有較高的機率維持不分化的型態。然而,科學家也發現蛋白質Wnt與G1期的關係並非如此單純、絕對。細胞在分裂的過程中,G1期的長度並不會完美的複製到子女細胞。這也就是造成在Wnt濃度相對低的培養基中,依然會發現有些幹細胞維持幹性而不會分化成其他細胞。

此外,研究人員還發現即使單一幹細胞的G1期改變了,但是一整個幹細胞族群G1期的比例是不變的。當族群內G1期長度產生不一致性時,會促使該族群的幹細胞進行分化,也就是說並不是單一幹細胞決定他自己的命運,而是在相同族群內的幹細胞共同決定所有的細胞是要維持幹細胞的型態還是走向分化。

了解幹細胞分化的特性,有助於維持現今類胚胎幹細胞–誘導性多功能幹細胞 (induced pluripotent stem cell, iPSC) 的幹性以及分化傾向,使得人類得以放大不分化的iPSC及將這些iPSC分化成目標細胞,用於治療相關疾病。

 

Reference:

      1. https://journals.plos.org/plosbiology/article/authors?id=10.1371/journal.pbio.3000453

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