美科学家发现细胞钙离子信令控制干细胞活动
成熟干细胞在肠道中的活动非常活跃,它们不断地发出信号——从饮食到微生物组,从入侵细菌到其他压力源等等。这些细胞应当进入到再生活动中还是继续保留以后使用?Jasper表示,Ca2+敏感基因调节系统将这些刺激因素进行整合,通过改变细胞内Ca2+浓度水平来控制肠道细胞的增殖。
成熟的干细胞确保身体组织在整个生命过程当中不断地再生。但是这些干细胞的活动需要小心控制,以防止在再生过程中生成癌细胞。而随着机体年龄老去,如何能让这种控制保持平衡,至今仍是干细胞生物学中的一个严峻课题。由美国Buck研究所的研究人员发表在《自然》期刊上的论文鉴定出干细胞调节的一种新的模式。资深科学家Heinrich Jasper博士及其研究人员通过对苍蝇肠道内干细胞进行实验,阐述了干细胞如何通过细胞内钙离子(Ca2+)信令来调节它们的增殖活动以响应不同种类的信号。
成熟干细胞在肠道中的活动非常活跃,它们不断地发出信号——从饮食到微生物组,从入侵细菌到其他压力源等等。这些细胞应当进入到再生活动中还是继续保留以后使用?Jasper表示,Ca2+敏感基因调节系统将这些刺激因素进行整合,通过改变细胞内Ca2+浓度水平来控制肠道细胞的增殖。
“这一发现帮助解释了干细胞任何响应广泛的刺激因素,”Buck研究所首席科学官Jasper表示,“事实表明Ca2+变量整合了所有信号,这是干细胞生物学中的一项激动人心的发现,它表明我们对多种癌症和退行性疾病将有进一步的了解。”
博士后研究员Hansong Deng发现,肠道内干细胞拥有一种可以感知L-谷氨酸的受体,L-谷氨酸可以刺激干细胞的分类和肠道的生长。Deng与Buck研究所的Akos Gerencser 教授合作拍摄了苍蝇肠道活体干细胞的图像。他们惊奇地发现,干细胞中的Ca2+浓度有规律地变化,而正是L-谷氨酸通过触发Ca2+浓度的不断变化来调节干细胞的活动。
研究发现,Ca2+浓度变化不仅仅限于响应L-谷氨酸,他们还发现,这些细胞在响应其它刺激因素时同样变得活跃,比如感染或组织损伤等。另外,科学家发现通过基因扰动Ca2+水平的升高可以引发干细胞强有力的增殖响应。
Jasper表示,未来他的实验室计划开发这种调节系统的作用,从而进一步研究与干细胞有关的疾病和机能障碍等。同时,这一研究成果还表明了环境如何对这些疾病产生影响。“这是一个开放性课题,值得我们进一步研究,尤其针对脊椎动物领域。” Jasper表示。(来源:科技世界网)