科学家确定生物途径如何导致干细胞死亡或再生

由Cedars-Sinai和加州大学旧金山分校(UCSF)领导的一项新研究已经确定，改变细胞过程会导致干细胞 - 体内其他细胞发育的细胞 - 死亡或再生。

发表在《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)杂志上的研究结果可能有助于开发新药，这些新药可以操纵这一过程来减缓或阻止癌症的生长和扩散，并在其他疾病的背景下实现再生。

Cedars-Sinai Guerin Children's的执行董事，该研究的资深作者Ophir Klein博士表示，这些发现强调了身体需要产生适量的新细胞。

“这就像细胞生产的金发姑娘情况，”克莱因说。“如果你有太多的细胞分裂，你最终会得到肿瘤。如果你的细胞太少，你对旧细胞的替换就很差。

人体的细胞受到各种生物途径的调节。每种途径都涉及细胞内的一系列分子作用，这些分子作用在细胞中产生变化，例如产生新分子，例如蛋白质。

在这项研究中，Cedars-Sinai和UCSF的研究人员观察了一种名为Discs Large 1(Dlg1)的基因对Wnt信号通路的影响。该途径涉及一系列调节干细胞生长或死亡的分子相互作用。

Wnt途径始于细胞表面，结束于细胞内部，对干细胞更新和组织再生至关重要。尽管该途径已经得到了广泛的研究，但关于通过该途径的通信信号频率的微小增加和减少如何影响新细胞的产生，仍然有很多未知数。

“信号或指令会随着时间的推移而变化，在不同的健康和疾病条件下，”儿童健康大卫和梅雷迪思卡普兰杰出主席克莱因说。

研究人员研究了实验室小鼠的肠道组织样本，以了解Dlg1的突变如何影响高度再生胃肠道中Wnt信号传导与干细胞之间的相互作用。通过对样本进行基因表达分析，研究小组寻找通常沿Wnt途径发送信号的基因变化。

通过这个过程，研究人员能够看到信号频率的变化如何影响干细胞的产生。研究人员发现，当他们抑制Dlg1的表达，然后通过添加特定分子(如病毒或药物)来增加沿Wnt途径的信号传导时，干细胞死亡而不是产生新的子细胞。

“通过更好地了解细胞信号传导，我们可以学习如何使用分子来加速或减慢这一途径并使信号传导正常化，以便给定的器官具有正确数量的细胞，”该研究的共同第一作者David Castillo-Azofeifa博士说，现在是Genentech，Inc.的首席科学家。 Castillo-Azofeifa是加州大学旧金山分校Klein实验室的博士后研究员。

“对信号传导水平的正确解释对干细胞的存活至关重要，”该研究的另一位共同第一作者，克莱因实验室的科学家Tomas Wald博士说。

研究人员接下来计划研究Wnt途径和Dlg1在从人类肠道采集的样本中的作用，看看它们是否复制了在实验室小鼠中观察到的情况。

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