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在接下来的数十年中,组织特异性成体干细胞被陆续鉴定出来。
这些干细胞均可以分裂分化形成对应组织中的所有细胞类型。
有研究指出,大鼠体内可观察到新生神经元的生长,这表明成年后的大脑中可能存在干细胞。
这个有趣的发现与脑细胞终生存活的既往观点完全相反。
此后,在成年小鼠、鸣禽以及人类等灵长类动物的大脑中也发现了干细胞的存在。
新生神经元细胞(称为神经发生)仅存在于大脑中的两个位置。
在实验室条件下,神经干细胞能以漂浮细胞集群(神经球)的形式生长,其中包含大量干细胞。
通过改变培养条件,它们可以进一步分化形成神经元(负责处理和传递信息的可兴奋细胞)或神经胶质细胞(为大脑神经元提供营养与保护的细胞)。
其他具有干细胞群的器官需要持续性地,或在特定的发育阶段为机体提供成熟细胞。
例如,乳腺干细胞(是青春期发育过程中乳腺细胞的来源)可以从人与小鼠的组织中成功分离,并在培养过程中进一步分化形成腔上皮细胞(位于可产乳细胞的内层)与肌上皮细胞(位于外层),而小鼠乳腺干细胞还具有再生为整个器官的能力。
从人类鼻腔内壁的黏膜细胞中可以分离获得嗅觉成体干细胞。
如同胚胎干细胞一般,嗅觉成体干细胞也可以分化形成多种类型的细胞,并且由于其易于收获(尤其对老年人而言),因此被认为是潜在的治疗手段。
毛囊内含有不同类型的干细胞,它们可以产生神经元(神经细胞)、施万细胞(形成髓鞘的细胞)、肌成纤维细胞(介于成纤维细胞与平滑肌细胞之间的细胞,在伤口愈合过程中发挥着重要作用)、软骨细胞(形成并维持软骨的细胞)以及黑色素细胞(产生黑色素的细胞,你被太阳晒后变黑就是因为它)。
在人体中,基底细胞遍布整个呼吸道表面,约占肺上皮细胞的30%。
它们处于相对未分化的状态,可能在这些组织中扮演着类似干细胞的角色。
对基底细胞生物学特性的进一步了解或可推动其在肺再生治疗中的应用。
血管内壁形成内皮细胞的过程主要发生在胚胎发育过程中。
最初,人们认为这些细胞来源于早期发育过程中的内皮祖细胞。
然而在20世纪90年代,人们在成年小鼠血液中鉴定出潜在的成体内皮祖细胞。
新近研究表明,成体内皮祖细胞在血管的生成过程,尤其是在不断生长的肿瘤需要生成新的血管时,发挥着重要的作用。
如造血干细胞一般,内皮祖细胞在归巢至肿瘤部位之前,可被生长因子募集至血液中。
骨髓中这些细胞的破坏可降低肿瘤的生长速度,这是因为没有血液供应时,任何肿瘤都无法继续生长,其直径甚至无法超过2毫米。
干细胞特性
无论在何种组织中,成体干细胞的数量通常都维持在一个相对较低的恒定水平。
鉴于成体干细胞具有活跃的分裂能力,这些细胞失控将会对动植物造成致命的伤害。
另一方面,每一个干细胞都需要进行自我更新,并产生具有快速分裂与分化能力的子细胞——祖细胞,从而进一步产生大量细胞,以组成功能器官或组织。
为了对骨髓中的类似现象进行解释,雷·斯科菲尔德(RaySchofield)提出了一个假设,即干细胞聚集在一个特化的部位或龛中。
干细胞龛由一组细胞所构成,可以为干细胞提供适宜的微环境(如图17所示),起到类似于“大本营”
的作用。
干细胞龛可以将干细胞很好地保护起来,成为机体组织持续性再生的储存库,并通过调控干细胞自我更新与分化之间的平衡,在其命运控制与数量维系等方面起到至关重要的作用。
在大多数情况下,位于干细胞龛中的成体干细胞处于休眠状态,只有从微环境中接收到刺激信号时才会进行分裂。
但目前关于这一信号的具体分子基础仍不清楚。
当干细胞分裂后,子细胞中的其中一个将作为干细胞继续留在干细胞龛中,而另一个子细胞将离开干细胞龛并快速分裂分化形成成熟细胞。
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