幹細胞與分化

幹細胞龕(stem-cell niche)

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想像一名學徒到底是繼續當學徒還是出師,不僅取決於學徒本人,還取決於他周圍的作坊——它的師傅、工具和規矩。把他換到另一個房間,他的表現就會不同。幹細胞龕就是那個環繞四周的作坊:組織中維持一個幹細胞保持為幹細胞的特定局部環境。

確切地說,龕是緊貼在幹細胞周圍的微環境——鄰近的支持細胞、起支架作用的細胞外基質,以及它們提供的訊號分子和物理線索。這些訊號告訴幹細胞:何時保持安靜、何時自我更新、何時釋放一個子細胞去分化。龕與其說是一個固定的地點,不如說是一組特定的接觸與訊號組合;把一個幹細胞從它的龕裡取出,它往往就會失去幹細胞行為。

龕之所以重要,是因為它把幹細胞的身份重新理解為一種由周圍環境維持、而非僅僅固定在細胞內部的東西。這解釋了為什麼幹細胞在體外如此難以培養——實驗室必須重建龕的訊號——也解釋了為什麼當龕因損傷、衰老或疾病而被破壞時,修復會失敗。這還意味著一個出問題的龕可以透過發出錯誤指令來驅動疾病,包括某些癌症。

在骨髓中,造血幹細胞依偎在靠近血管和骨表面的專門化支持細胞旁。這些鄰居釋放出訊號,使大多數幹細胞保持休息狀態;一旦擾動這個龕,幹細胞就會開始分裂或四處遊走。

骨髓龕:其訊號使造血幹細胞保持安靜的支持細胞。

幹細胞的身份在一定程度上是龕的屬性,而不只是細胞本身的屬性——這正是為什麼一個被拽出龕的幹細胞可能不再表現得像幹細胞,也是為什麼重建龕的訊號對在實驗室裡培養幹細胞至關重要。

又稱
niche微环境微環境