來自倫敦國王學(xué)院干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)中心的Fiona Watt教授是國際腫瘤和干細(xì)胞研究領(lǐng)域的權(quán)威專家，她曾任國際干細(xì)胞研究協(xié)會（ISSCR）主席，Wellcome Trust干細(xì)胞研究中心(CSCR)執(zhí)行主席，以及英國劍橋大學(xué)癌癥研究中心(CRUK-CRI)主席。Watt教授主要研究領(lǐng)域包括正常表皮和鱗狀上皮腫瘤中干細(xì)胞相關(guān)研究等。

       5月，Watt教授在Cell Stem Cell雜志上發(fā)表了題為“Stem Cell Heterogeneity and Plasticity in Epithelia”的綜述文章，介紹了上皮細(xì)胞組成中干細(xì)胞異質(zhì)性和可塑性的影響，及其在包括腫瘤在內(nèi)的臨床治療中的意義。

       上皮細(xì)胞覆蓋生物機體表面及體內(nèi)體腔。近期的研究表明在上皮細(xì)胞中具有驚人的可塑性，這幫助生物機體對組織損傷，移植或腫瘤發(fā)生發(fā)展做出應(yīng)答，而這些可塑性的背后存在多個干細(xì)胞小室（stem cell compartment，生物通譯）。

       研究人員希望能了解這些上皮細(xì)胞微環(huán)境的組成，以及其中維持細(xì)胞“身份”的轉(zhuǎn)錄因子網(wǎng)絡(luò)，由此就能深入了解干細(xì)胞行為的內(nèi)源性和外源性調(diào)控機制，在這一方面，近期的研究取得了一些成果，同時新型體外組織替代物也能幫助研究人員更好的整合來自人體和小鼠模型的多個數(shù)據(jù)。

       在日常生活中，我們的身體不斷經(jīng)受著考驗：細(xì)胞暴露于外部環(huán)境中，接受刺激發(fā)生剝離，比如我們的皮膚在風(fēng)吹日曬中受到損耗。盡管我們沒有看到這一過程，但是細(xì)胞確實定期發(fā)生了更換，并且這也是身體必需的一個過程。干細(xì)胞是這一過程的主導(dǎo)者，每個上皮細(xì)胞通過其自身獨特的微環(huán)境，分化成組織所需的特殊細(xì)胞。不同類型的干細(xì)胞如何保持其可塑性和可逆性，還有如何重新獲得長期的自我更新能力，這些都是科學(xué)家們感興趣的問題。

       今年的一項研究表明，蛋白Sox9可能主導(dǎo)控制了細(xì)胞的可塑性，研究人員發(fā)現(xiàn)在毛囊中，Sox9為干細(xì)胞可塑性奠定了基礎(chǔ)。首先，Sox9使得干細(xì)胞需要的一些基因容易被接近，因此它們能夠活化。隨后，Sox9招募其他蛋白協(xié)同作用推動這些干性基因，放大了它們的表達(dá)。沒有Sox9，這一過程不會發(fā)生，毛囊干細(xì)胞無法存活。

       利用與增強子的組蛋白特異性相關(guān)的一種表觀遺傳標(biāo)記，研究人員鑒別出了毛囊干細(xì)胞中377個這樣的高能基因放大區(qū)域。大多數(shù)這樣的超級增強子都被至少5個轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，通常都包括Sox9。隨后，他們將這些干細(xì)胞超級增強子與短壽命的干細(xì)胞后代（這些細(xì)胞已開始選擇細(xì)胞命運，因此喪失了干細(xì)胞的可塑性）的超級增強子進(jìn)行了比較。發(fā)現(xiàn)這兩種細(xì)胞只共享了32%的超級增強子，表明這些區(qū)域?qū)ζつw細(xì)胞身份起重要作用。關(guān)閉與一些干細(xì)胞基因相關(guān)的超級增強子，研究人員發(fā)現(xiàn)在這些基因沉默的同時一些新的超級增強子則被激活開啟一些毛發(fā)基因。

       這項研究將這一先鋒因子與超級增強子動態(tài)聯(lián)系起來，就干細(xì)胞可塑性來說，Sox9似乎是主導(dǎo)因子，其激活超級增強子放大了與干性相關(guān)的基因。這一研究發(fā)現(xiàn)使我們重新認(rèn)識了干細(xì)胞在處于過渡狀態(tài)，例如在培養(yǎng)基中或修復(fù)損傷時選擇命運和維持多能性的方式。（Nature：干細(xì)胞如何記住自己的身份？）

       而另外一個方面，一項研究也表明多能干細(xì)胞的變化遠(yuǎn)比以前所認(rèn)識的要多得多。

       在干細(xì)胞群中單個細(xì)胞之間具有很大的差異。一直以來它都被視作是開發(fā)可預(yù)測的干細(xì)胞工程學(xué)方法中存在的一個問題。而研究人員通過采用多種變量如不同的化學(xué)物質(zhì)、培養(yǎng)環(huán)境和遺傳敲除來擾亂多能干細(xì)胞，研究人員探究了它們的發(fā)育景觀。隨后，他們分析了每個細(xì)胞的遺傳組成，觀察了每個細(xì)胞多能狀態(tài)的微小波動。他們發(fā)現(xiàn)內(nèi)部、化學(xué)和環(huán)境信號影響干細(xì)胞方式的許多細(xì)微差異，揭示出了復(fù)雜的發(fā)育調(diào)控因子“決策”回路。

       由此研究人員指出有一個“密碼”將干細(xì)胞調(diào)控回路中動態(tài)行為方式和細(xì)胞最終選取的發(fā)育途經(jīng)關(guān)聯(lián)起來。他們希望通過利用這一密碼能夠精確地調(diào)撥到特異的單細(xì)胞狀態(tài)，并利用它們來滿足各種目的，例如構(gòu)建出患者自身身體無法生成的某些細(xì)胞類型。

來源：生物通