干細(xì)胞是非特異性細(xì)胞，可以在人體內(nèi)發(fā)育成任何類(lèi)型的細(xì)胞。然而，到目前為止，科學(xué)家只能部分了解身體如何控制這些全能者的命運(yùn)，以及決定干細(xì)胞是否會(huì)分化成血液，肝臟或神經(jīng)細(xì)胞的因素。來(lái)自盧森堡大學(xué)盧森堡系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)中心(LCSB)的研究人員和一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)確定了一種巧妙的機(jī)制，通過(guò)這種機(jī)制，身體協(xié)調(diào)來(lái)自祖細(xì)胞的紅細(xì)胞和白細(xì)胞的再生。“這一發(fā)現(xiàn)可以幫助我們改善未來(lái)的干細(xì)胞治療，”LCSB“整合細(xì)胞信號(hào)”小組負(fù)責(zé)人Alexander Skupin博士說(shuō)。

雖然生物體中的所有細(xì)胞都攜帶相同的遺傳藍(lán)圖 - 相同的DNA - 例如，其中一些細(xì)胞充當(dāng)血液或骨細(xì)胞，而其他細(xì)胞則充當(dāng)神經(jīng)或皮膚細(xì)胞。研究人員已經(jīng)非常了解單個(gè)細(xì)胞是如何工作的。但是，一個(gè)生物體如何能夠從同一個(gè)遺傳模板中創(chuàng)造出如此多樣化的細(xì)胞，以及它如何設(shè)法將它們重新定位到身體所需的任何地方，這在很大程度上仍然未知。為了更多地了解這一過(guò)程，Alexander Skupin和他的團(tuán)隊(duì)用生長(zhǎng)激素處理小鼠的血液干細(xì)胞，然后仔細(xì)觀察這些祖細(xì)胞在分化成白細(xì)胞或紅細(xì)胞時(shí)的表現(xiàn)。。研究人員觀察到，細(xì)胞的轉(zhuǎn)化不是以線性，有針對(duì)性的方式發(fā)生，而是更機(jī)會(huì)性地發(fā)生。每個(gè)祖細(xì)胞都能適應(yīng)其環(huán)境的需要，并將自身整合到需要新細(xì)胞的身體中。亞歷山大·斯庫(kù)平解釋說(shuō)：“因此，并不是說(shuō)細(xì)胞在分化開(kāi)始時(shí)就會(huì)買(mǎi)票，然后直接前往目的地。相反，它會(huì)頻繁地環(huán)顧四周，看看哪條線最好。”

通過(guò)這種聰明的機(jī)制，多細(xì)胞生物可以使新細(xì)胞的再生長(zhǎng)適應(yīng)其當(dāng)前的需要。“在祖細(xì)胞一勞永逸地分化之前，它們首先會(huì)失去干細(xì)胞特征，然后檢查當(dāng)前需要哪種細(xì)胞系。只有這樣才能發(fā)展成最適合其特征的細(xì)胞類(lèi)型在他們的環(huán)境中，“Alexander Skupin說(shuō)。研究人員將這一步驟比作輪盤(pán)賭游戲，其中不同類(lèi)型的單元格可以被認(rèn)為是輪盤(pán)賭輪中不同編號(hào)的球洞。“當(dāng)細(xì)胞失去干細(xì)胞特性時(shí)，它們會(huì)被準(zhǔn)入投擲輪盤(pán)，在那里它們首先漫無(wú)目的地反彈。

在他們的研究中，亞歷山大·斯庫(kù)普和他的團(tuán)隊(duì)首次證明了祖細(xì)胞的命運(yùn)沒(méi)有明確預(yù)先確定，并且沒(méi)有遵循直線。亞歷山大·斯庫(kù)平說(shuō)：“這一觀察結(jié)果與目前的干細(xì)胞被編程為從一開(kāi)始就遵循某種血統(tǒng)的理論相矛盾。” 研究人員進(jìn)一步確信其他祖細(xì)胞的過(guò)程相似。“在實(shí)驗(yàn)室中，我們?cè)谒^的iPS細(xì)胞或誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中觀察到了相同的分化模式，這些細(xì)胞可以轉(zhuǎn)化為許多不同類(lèi)型的細(xì)胞。”

這些知識(shí)可以幫助研究人員提高未來(lái)治療的有效性。干細(xì)胞療法包括給患者施用他或她自己身體的干細(xì)胞，以替換因帕金森病等疾病而死亡的其他細(xì)胞。雖然這種有希望的治療方法已經(jīng)多年來(lái)深入研究，但迄今為止在內(nèi)源性干細(xì)胞治療中僅取得了有限的實(shí)際成功。它也備受爭(zhēng)議，因?yàn)樗?jīng)常伴有嚴(yán)重的副作用，不能排除一些細(xì)胞可能退化并導(dǎo)致癌癥。“因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在對(duì)身體如何影響干細(xì)胞的方向有了更好的理解 差異化，我們希望將來(lái)可以更好地控制這個(gè)過(guò)程，“Alexander Skupin總結(jié)道。