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細胞外基質(zhì)決定干細胞的分化

時間:2014-12-2閱讀:414
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研究人員們,早期胚胎細胞和胚胎干細胞定向分化為成熟細胞(例如胰腺細胞和肝細胞)的新機制。研究人員的這項新研究,解析了干細胞支持自身分化的信號通路,向人們展示了細胞外基質(zhì)的重要作用。這一成果可以幫助人們更好地利用干細胞治療疾病,例如糖尿病和肝臟疾病等。

“我們明確了細胞外環(huán)境對細胞發(fā)育的具體影響,這樣的信息非常寶貴,”研究人員說,“在此基礎(chǔ)上,人們可以在實驗室中,為干細胞和前體細胞創(chuàng)造*發(fā)育條件,幫助它們分化成為特定的成熟細胞。”細胞在發(fā)育的同時,組織形成了特定的細胞外環(huán)境,就像一個小都市。在這樣的小都市中,存在許多重要的道路,即信號通路。這些信號通路可以引導胚胎細胞,向早期的胰腺細胞和肝臟細胞發(fā)展。

理解上述信號通路的調(diào)控機制,一直是發(fā)育生物學中的一個核心問題。研究團隊對小鼠胚胎干細胞的分化進行了深入研究。PI3K/Akt1信號通路的活性是內(nèi)胚層特化*的。研究顯示,這一信號通路會改變細胞外基質(zhì)ECM的成分,從而決定細胞的分化。研究人員發(fā)現(xiàn),接受到PI3K/Akt1信號的細胞外基質(zhì),含有低水平的纖連蛋白Fn1。他們通過體外和體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn),這種蛋白是細胞分化成為特定細胞類型的關(guān)鍵。研究顯示,即使在缺乏PI3K信號的情況下,只要細胞外基質(zhì)成分正確,就足以決定內(nèi)胚層前體細胞的命運,促進細胞發(fā)育成為成熟細胞。

研究人員總結(jié)道,局部的PI3K活性影響了細胞外基質(zhì)的組成,細胞外基質(zhì)在此基礎(chǔ)上決定細胞的分化路徑。

“我們的工作為人們提供了細胞發(fā)育的重要信息。目前,人們已經(jīng)在嘗試誘導胚胎干細胞分化成為胰腺和肝臟細胞。但我們的研究指出,現(xiàn)有的方案可能并不那么有效。因為這些方案大多忽視了細胞外基質(zhì)的重要性,”研究人員說。

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