Cell Biol: 干细胞微环境研究新进展

　　

O'Reilly 等科学家报道，某种干细胞可改变周围的微环境，通过对周围微环境的调控而控制干细胞分化的路径。

 

有些干细胞就像新生儿。周围的细胞细胞形成像摇篮样的环境保护着干细胞，这一环境被称为niche。niche不仅给干细胞提供养分，同时还指导干细胞的行动，决定干细胞的分化方向。也就是说，niche促进干细胞发育，干细胞反过来调控niche。

 

O'Reilly等在果蝇卵巢里找到充足的证据，干细胞在卵巢里的发育就受微环境控制。

 

先前的研究证实，卵巢干细胞通过E-钙粘蛋白与niche取得联系。O'Reilly等还检验干细胞是否依赖integrins，integrins是细胞表面蛋白，是促进细胞外基质形成细胞骨架的粘连分子。

 

他们发现，卵巢干细胞的一种卵泡干细胞（follicle stem cells ，FSC）发生突变携带integrins时会从原来的niche环境中离开。

 

这些从niche环境中逃逸的细胞形态异常，比正常细胞分化速度慢，显示一些癌症样的特征。

 

Integrins与细胞外基质上的一种laminin A蛋白结合。卵泡干细胞通过laminin A泵出，科学家们发现，突变的细胞不能制造抑制细胞移动的蛋白，细胞增殖速度变慢。两种其他的卵巢干细胞，germline stem cells（最终分化成成熟卵子的干细胞）和escort stem cells（伴随卵子细胞的营养干细胞）不依赖Integrins定居。研究者得出结论，laminin A和Integrins相互作用可确保卵泡干细胞在原有的niche环境里定位，正常分化。通过laminin A，卵泡干细胞塑造自身的niche环境。

 

laminin层粘连蛋白, LN

层粘连蛋白主要存在于基膜(basal lamina)结构中，是基膜所特有的非胶原糖蛋白, 相对分子质量为820kDa, 含13-15%的糖，有三个亚单位, 即重链(α链, 400kDa)和β1(215kDa)、β2(205kDa)两条轻链。结构上呈现不对称的十字形, 由一条长臂和三条相似的短臂构成。这四个臂均有棒状节段和球状的末端域。β1和β2短臂上有两个球形结构域, α链上的短臂有三个球形结构域，其中有一个结构域同Ⅳ型胶原结合，第二个结构域同肝素结合，还有同细胞表面受体结合的结构域。正是这些独立的结合位点使LN作为一个桥梁分子，介导细胞同基膜结合。所以LN的主要功能就是作为基膜的主要结构成分对基膜的组装起关键作用, 在细胞表面形成网络结构并将细胞固定在基膜上。

LN还有许多其他的作用,如在细胞发育过程中刺激细胞粘着、细胞运动。LN还能够刺激胚胎中神经轴的生长,并促进成年动物的神经损伤后重生长和再生。如同纤粘连蛋白,细胞外的LN能够影响细胞的生长、迁移和分化。LN在原生殖细胞的迁移中起关键作用。

 

整合素（integrin）

整合素（integrin）大多为亲异性细胞粘附分子，其作用依赖于Ca2＋。介导细胞与细胞间的相互作用及细胞与细胞外基质间的相互作用。几乎所有动植物细胞均表达整合素。

 

原文摘要

Integrins control the positioning and proliferation of follicle stem cells in the Drosophila ovary

O'Reilly, A.M., et al. 2008. J. Cell Biol. doi:10.1083/jcb.200710141.

 

(生物通 张欢)