干細(xì)胞具有以下生物學(xué)特點(diǎn):①終生保持未分化或低分化特征;②在機(jī)體的中的數(shù)目、位置相對(duì)恒定;③具有自我更新能力;④能無(wú)限制的分裂增殖;⑤具有多向分化潛能,能分化成不同類(lèi)型的組織細(xì)胞,造血干細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞等成體干細(xì)胞具有一定的跨系、甚至跨胚層分化的潛能;⑥分裂的慢周期性,絕大多數(shù)干細(xì)胞處于G0期;⑦通過(guò)兩種方式分裂,對(duì)成分裂和不對(duì)稱(chēng)分裂前者形成兩個(gè)相同" />

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干細(xì)胞及Wnt信號(hào)通路(Stem Cells & Wnt)

干細(xì)胞即為起源細(xì)胞。干細(xì)胞是具有增殖和分化潛能的細(xì)胞,具有自我更新復(fù)制的能力(Self-renewing),能夠產(chǎn)生高度分化的功能細(xì)胞。
干細(xì)胞具有以下生物學(xué)特點(diǎn):①終生保持未分化或低分化特征;②在機(jī)體的中的數(shù)目、位置相對(duì)恒定;③具有自我更新能力;④能無(wú)限制的分裂增殖;⑤具有多向分化潛能,能分化成不同類(lèi)型的組織細(xì)胞,造血干細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞等成體干細(xì)胞具有一定的跨系、甚至跨胚層分化的潛能;⑥分裂的慢周期性,絕大多數(shù)干細(xì)胞處于G0期;⑦通過(guò)兩種方式分裂,對(duì)成分裂和不對(duì)稱(chēng)分裂前者形成兩個(gè)相同的干細(xì)胞,后者形成一個(gè)干細(xì)胞和一個(gè)祖細(xì)胞。
根據(jù)干細(xì)胞的分化能力,可以分為全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和單能干細(xì)胞。全能干細(xì)胞可以分化為機(jī)體內(nèi)的任何一種細(xì)胞,直至形成一個(gè)復(fù)雜的有機(jī)體。多能干細(xì)胞可以分化為多種類(lèi)型的細(xì)胞,如造血干細(xì)胞可以分化為12種血細(xì)胞。
【胚胎干細(xì)胞】
根據(jù)個(gè)體發(fā)育過(guò)程中出現(xiàn)的先后次序不同,干細(xì)胞又可分為胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cells,ESC)是指從胚胎內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或原始生殖細(xì)胞篩選分離出的具有多能性或全能性的細(xì)胞,此外也可以通過(guò)體細(xì)胞核移植技術(shù)獲得。ESC能表達(dá)POU家族的轉(zhuǎn)錄因子Oct-3/4;在移植后能形成的畸胎瘤,在體外適當(dāng)條件下能分化為代表三胚層結(jié)構(gòu)的體細(xì)胞。
ESC的用途主要有:①克隆動(dòng)物,由體細(xì)胞作為核供體進(jìn)行克隆動(dòng)物生產(chǎn),雖然易于取材,但克隆動(dòng)物個(gè)體中表現(xiàn)出嚴(yán)重的生理或免疫缺陷,而且多為致命性的;②轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,以ESC細(xì)胞作為載體,可大大加快轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)的速度,提高成功率;③組織工程,人工誘導(dǎo)ESC定向分化,培育出特定的組織和器官,用于醫(yī)學(xué)治療的目的。
Wnt信號(hào)通路是一個(gè)復(fù)雜的蛋白質(zhì)作用網(wǎng)絡(luò),其功能最常見(jiàn)于胚胎發(fā)育和癌癥, 但也參與成年動(dòng)物的正常生理過(guò)程。
【W(wǎng)nt信號(hào)通路的發(fā)現(xiàn)】
Wnt得名于Wg (wingless) 與Int.wingless 基因最早在果蠅中被發(fā)現(xiàn)并作用于胚胎發(fā)育,以及成年動(dòng)物的肢體形成INT 基因最早在脊椎動(dòng)物中發(fā)現(xiàn),位于小鼠乳腺腫瘤病毒(MMTV)整合位點(diǎn)附近。Int-1 基因與 wingless 基因具有同源性。
果蠅中wingless基因突變可導(dǎo)致無(wú)翅畸形,而 小鼠乳腺腫瘤中MMTV復(fù)制并整合入基因組可導(dǎo)致一種或幾種Wnt基因合成增加。
【W(wǎng)nt信號(hào)通路的機(jī)制】
Wnt信號(hào)通路 包括許多可調(diào)控Wnt信號(hào)分子合成的蛋白質(zhì),它們與靶細(xì)胞上的受體相互作用,而靶細(xì)胞的生理反應(yīng)則來(lái)源與細(xì)胞和胞外Wnt配體的相互作用。盡管發(fā)應(yīng)的發(fā)生及強(qiáng)度因Wnt配體,細(xì)胞種類(lèi)及機(jī)體自身而異,信號(hào)通路中某些成分,從線(xiàn)蟲(chóng)到人類(lèi)都具有很高的同源性。蛋白質(zhì)的同源性提示多種各異的Wnt配體來(lái)源于各種生物的共同祖先。
經(jīng)典Wnt通路描述當(dāng)Wnt蛋白于細(xì)胞表面Frizzled受體家族結(jié)合后的一系列反應(yīng),包括Dishevelled受體家族蛋白質(zhì) 的激活及最終細(xì)胞核內(nèi)β-catenin水平的變化。 Dishevelled (DSH) 是細(xì)胞膜相關(guān)Wnt受體復(fù)合物的關(guān)鍵成分,它與Wnt結(jié)合后被激活,并抑制下游蛋白質(zhì)復(fù)合物,包括axin、GSK-3、與APC蛋白。axin/GSK-3/APC 復(fù)合體可促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子β-catenin的降解。當(dāng)“β-catenin 降解復(fù)合物”被抑制后,胞漿內(nèi)的β-catenin得以穩(wěn)定存在,部分 β-catenin進(jìn)入細(xì)胞核與TCF/LEF轉(zhuǎn)錄因子家族作用并促進(jìn)特定基因的表達(dá)。
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