干细胞是细胞的默认状态吗？

yangwy028

科技日报（2012.4.12）---尽管有相当的研究，在全世界的范围内，我们仍然不知道是什么决定因素来赋予干细胞主要特征：自我更新和分化和增殖的能力。IRB Barcelona的“果蝇的形态发
, a0 G* O: W* G+ [5 X3 s
0 o& s2 M7 W. }生”实验室的负责人和CSIC 的研究专家Jordi Casanova，在杂志上的科学报告中提出，我们可以从错误的角度去研究。4 `9 b9 h' C; S1 y
    Casanova的概念是，干细胞的出现并不是因为这些存在的因素，赋予干细胞能力，而是因为这些因素，抑制细胞信号分化和特殊化。Casanova认为：从某种程度上讲，所有的未分化细胞
+ i4 R' S& m8 _' A, |; ^( e8 q, K% \$ ^3 |; t" C) }
都具有干细胞的默认的特性并且有能够消除这些特性的因素存在。  @# e! S: M8 {8 i7 |/ Y8 e
    另一种方式说：干细胞之所以称为干细胞就是因为具有分化的潜能。根据Casanova的概念，用默认的干细胞的观点来考虑，研究的重点不应是一个细胞要成为一个干细胞时需要什么，而, P$ e' @( R! Q+ _+ f" G: H2 A

9 d, v, d' m( b, R( o2 P) f+ b是它必须避开什么。" I- b; W" t' K" v) f% Y& s$ x
    为了支持他自己的观点，Jordi Casanova从这一新的观点的性质和特点分析，目前已知的干细胞和试验是否普遍适应这个假说。本文作者希望这一新的角度能够引起国际科学界的那些致9 V: _  ^9 x8 |1 A. W

  A; s5 B+ b% s+ N力于干细胞和细胞分化研究人员的关注，以支持或者否决这个假设。; F+ l! G7 w  J' B
   新的认识在这一领域的产生基于对干细胞的潜在治疗应用的的巨大兴趣。
0 e; l% M: p: a" o5 `7 p
* B& M5 D  ]5 T8 e8 x附原文：
' o1 u3 ^2 P4 \0 v+ w" L
8 h" U* K7 m# t+ F% d/ u" zCould Stem Cells Be the Cells' Default State?
, n. v* s8 R* H: `; DScienceDaily (Apr. 12, 2012) — In spite of considerable research efforts around the world, we still do not know the determining factors that confer stem cells their   _' v. \+ L) t* c9 a: A! |
. A1 c1 F. R2 f! K* r0 K/ H( ?* \; H
main particular features: capacity to self-renew and to divide and proliferate. The scientist Jordi Casanova, head of the "Morphogenesis in Drosophila" lab at IRB
; M5 q" m8 [- {; k4 @
) W2 ~8 u  x& n% E* MBarcelona and CSIC research professor, proposes in an article in the journal Embo Reports that we may be working from the wrong angle.
. _: ?* A8 g$ V3 f9 V- a5 d4 W  [5 G$ g4 X, s/ n4 B+ X0 n
Casanova's notion is that stem cells emerge not because of the presence of factors that confer capacity to the stem cell but because of factors that repress the ; [  s+ S; a  @# x, r
& r6 K0 E1 ?% I* D2 N" Y0 I8 I
cellular signals for differentiation and specialization. Casanova believes that somehow all non-differentiated cells intrinsically carry the qualities of the stem cell
; S( J6 I# K2 H$ T$ H% F1 l0 W8 y) v5 {+ U; y4 M. g! Y
by default and that there are factors at work that remove these capacities.
! y& V; Q. K2 O& ^, q
& M$ U0 v" R/ t4 }0 h; y& uSaid another way: a stem cell is a stem cell because it has evaded differentiation. According to Casanova, if the idea of "a stem cell by default" is considered, ) J- u! `- _: ]$ K, N1 @. ?# C
. L9 y8 K; i0 W* M$ p6 s
research should focus not on what a cell requires to become a stem cell but what it must escape from.
6 S# C+ J7 w) b; G+ Z' n& }+ c9 J4 D$ W: x
To support his notion, Jordi Casanova analyzes from this new perspective the properties and characteristics currently known about stem cells and tests whether they   N; t( A! [# U/ b( j# q
* u0 ?4 ~2 j' d- L2 f9 y$ r0 i
generally fit the hypothesis. The author of this article hopes that this new angle stimulates research in the international scientific community working on stem cells
5 Q) G% v/ K$ Z$ t9 c- M+ f" D  H5 L  m! d
and cell differentiation in order to confirm or reject the hypothesis.
) P8 @- y1 [( p8 H7 ^+ A+ @7 l
' P1 e" R6 Z- L1 O: f: z5 t$ kThe generation of new knowledge in this field is of enormous interest given the potential of therapeutic applications based on stem cells.
% a' K" o7 V4 ~

naturalkillerce

回复 yangwy028 的帖子  M. o, E: a8 l9 L$ L* Y

1 {( l% k. l0 J) n4 TStemness as a cell default state9 c) N4 a1 u' B  f) d

! b7 \' C% s5 t4 ?  oThe potential of stem cells to generate all cell types while retaining the ability to self-renew has attracted much attention; a degree of focus comparable to that of developmental biologists on the capacity of an egg to produce a full organism. This interest has been enhanced by the prospective biomedical applications of stem-cell-derived technologies.
2 a& a6 ^% z& H9 _% P! L6 e( W& D
' V% }# I" x9 O, Y% u3 U$ [EMBO reports , (10 April 2012) | doi:10.1038/embor.2012.47
! A" w7 s! \/ z: a% J2 A# V9 Y  Y9 e- e: b# m9 Y0 H
http://www.nature.com/embor/jour ... l/embor201247a.html

FreeCell

嘻嘻，从原始本能讲癌才是细胞的默认状态

懵懂干细胞

记得以前想过这样的问题，得到的答案就是可能所有细胞都能在一定的条件下去分化或者的别的途径变成相应的干细胞，可能只是我们目前还没有研究到这个地步，证明不了，但是在肿瘤组织中好像这种现象已经初步的被证实了，肿瘤细胞可以自发去分化形成干性肿瘤细胞，这就是像是一个部队，当上级战亡了，由下一级来顶替，这种说法我记得干细胞之家很早就有胞友提出来过，可是机体需要这种机制吗？现在通常认为有一定量的干细胞库，当相应的干细胞库被掏空了，可能机体正常组织细胞无法在正常的营养情况下，或者没有足够的时间去顶替这个干细胞库就已经面临各种难题了，比如机体死亡等等，所以这种机制可能永远只是想法，如果真的能证实甚至利用这个机制的话，那后果也蛮可怕的。就这样越想下去越难以区分癌细胞、正常细胞、组织干细胞、肿瘤干细胞的关系，它们感觉都是不同状态的生命中必然的一样，只是有的生物体更适合某种细胞的生存，或者更适合某些细胞间的转变。糊涂中………………

jj.jianjia

这个作者的观点挺有意思的。翻译了作者的主要观点，供大家攻击讨论。
. @; U) u6 W9 G8 T----------1 N* v( t$ {2 b2 F
作者认为产生干细胞的因子之所以这么难确定是因为干性并不是细胞的一条特定的命运，而是未分化细胞内部的默认状态。从单细胞到多细胞器官的过程当中，细胞获得了分化的能力，进而形成了组织和器官，这些的行程都需要大量的分化细胞的参与。而一些细胞逃离了分化的命运，保留了它们的分化潜能。因此，它们保持了最初细胞的特性：分裂和增殖。因此干细胞的出现并不是因为某些因子促进了干细胞性能的产生，而是抑制了某些导致分化的途径。有些情况下，消除ERK途径产生细胞的自我更新，即使抑制ERK途径也能提高全能性。外界的刺激对于干细胞的产生、增殖和多样性并不是必须的。这些发现都指向“干细胞为细胞的基态”的假设，在培养中维持干细胞的状态并不需要其他因子的维持，一旦确立，干细胞的增殖就可以通过自发的中和诱导分化的信号而实现。8 u! Y  e! F+ R5 e& b) ?' c
' d7 ^6 ?1 r9 d0 q; v
很多观察显示：维持细胞的全能型需要消除或抑制能刺激分化产生的信号。
9 {8 @2 t0 a/ ]2 T3 \% q6 v: O% k作者分析了Oct4， Sox2和Nanog这几个因子的功能，首先注意到的是这几个因子并不是通用的干细胞性的诱导者。而且Oct4和Sox2具有谱系特性。作者认为这两个因子通过抑制另一条途径来导致细胞走向另一条命运。Oct4抑制神经外胚层分化，从而促进中胚层分化；Sox2抑制中胚层分化，从而促进神经外胚层分化。当这两个因子一起作用时，就抑制所有的分化方向，产生了多能型干细胞。: T( F7 t9 S3 e9 e6 C
Nich的作用：nich就是一个能使细胞逃离分化信号的环境。Nich可能在物理层面将干细胞和分化信号分子隔离开，或者通过抑制分化的因子抵消分化信号。9 a2 y8 c  g0 i; h# S

6 t: o/ `- d" \7 r不对称细胞分裂：作者的理论可以提供两个方面的解释。1、通过不对称分裂，一个细胞留在nich中维持干细胞状态，另一个细胞离开nich从而接触分化信号；2、分化信号在母细胞中已经存在，但是在分裂的过程中仅有一个子代细胞继承了这些信号，进入分化（个人觉得这个有点悬）。2 R. }# Q6 [8 l3 [5 Y, {$ |! U3 P
! F- q- ~4 P- r. }/ _, D
EMT和MET与干细胞的关系：各种研究自相矛盾。EMT产生具有干细胞特征的细胞，尤其是所谓的‘癌症干细胞’的产生。然而另一些研究显示MET启动iPSC的产生，而且是必要条件。在这些情况下，伴随细胞转化的遗传学变化瞬间改变基因抑制的稳态，进而促进整体性的分化抑制，导致iPSC的产生。这种解释于以下观念一致：MET对于间质细胞如fibroblast产生iPSC的过程是必要不充分的。, `* z" L. X6 x+ u. {
. L2 A: r& M$ l  u/ D& \4 w, n
在干细胞进行多种分化的过程当中，将染色质置于开启状态，用以维持不同的调节途径的活化状态。而维持干细胞特性的基因往往作用于基因沉默。因此，干细胞看起来具有关闭状态的染色质，用于阻止其分化。在分化过程中，被沉默的基因并没有共同的表达提高，而是采取一种分散区域化的模式。而在干细胞和一些分化的细胞类型中，活化的基因的总数大致一致。因此作者认为，在干细胞中，被沉默表达的基因是关于不同的分化途径的。同时，活化的基因是关于细胞分裂的调控和效应以及细胞的未分化状态的，即使在分化的细胞当中也是具有不同程度的表达。因此可以这样认为，当没有谱系相关的特异基因表达的时候，自我更新是一个默认状态。8 w. c; ]/ m3 H$ b0 A
因此作者认为，干细胞性是细胞的默认状态。而干细胞之所以成为干细胞是因为它逃脱了分化的命运。( {5 D1 K0 l' R; X0 [$ y. L, d2 q

amywang

到底是什么开启了分化，是谁打开了这个潘多拉盒子？