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干细胞作为一种勤杂工在我们的生活中起作用，修复受损的组织并更新一些正常的组织，如我们脱落的皮肤。科学家们已经开始了解干细胞在我们成年后如何发挥作用，但是当胚胎正在发育时，人们对这些干细胞的起源知之甚少知之甚少。
现在，洛克菲勒大学的研究人员已经确定了一种新机制，通过该机制，细胞在发育过程中被指示成为干细胞。结果于1月14 日发表在Cell上，有助于解释细胞间的通讯如何介导这一过程，并可能对皮肤癌治疗产生影响。
“虽然成体干细胞的特征越来越清晰，但我们对它们的起源知之甚少。在这里，我们证明，在单层胚胎表皮内的细胞开始时，毛囊中的干细胞祖细胞被指定。向下分裂形成胚胎发芽，“哺乳动物细胞生物学和发育的Robin Chemers Neustein实验室的Elaine Fuchs解释说。“这个时间比先前想象的要早得多，并且为我们提供了关于建立这些特殊细胞的新见解。”
首先是干细胞还是小生境?
干细胞簇接收来自附近其他细胞的信号，这些信号指示它们要么保留干细胞，要么分化成特定的细胞类型。已知这些称为“生态位”的指导性细胞群维持成体干细胞群。对于干细胞在胚胎发育过程中首次出现的时间或者何时何地以及在何处和何处都不太了解。
第一作者Tamara Ouspenskaia说：“成体干细胞取决于如何成为干细胞以及如何控制干细胞种群大小的指示。” “问题是，利基是否首先出现并将其他细胞转移到干细胞上?或者反过来?干细胞可能首先出现在其他地方然后招募利基市场。”
Fuchs及其同事在小鼠毛囊(含有活性干细胞的区域)中研究了毛囊最初形成时发生的细胞分裂。的毛囊开始表现为称为placode小芽，并发展成多层的组织，由不同的细胞类型。通过标记基板内的细胞并追踪其后代，研究人员确定，从每个分区，一个子细胞保持放置，而另一个子细胞逃逸到不同的层。
进一步的实验表明，这个逃逸者成为干细胞。这一发现具有重要意义，因为它是该系统中检测到干细胞的最早发展点，它表明在形成生态位之前可能存在干细胞。
飞巢成为干细胞
细胞如何成为它们注定的细胞类型 - 例如肝细胞或皮肤细胞 - 取决于许多因素，包括来自其他细胞的分子信号，这些信号有助于打开或关闭特定基因。Fuchs及其同事观察到，最终位于不同位置的两个子细胞之间的信号传导活性不同，旨在表征信号如何帮助密封其最终细胞命运。
他们发现逃逸细胞女儿移动的环境具有低水平的WNT信号传导，已知其在胚胎发育中起作用。相比之下，WNT信号在其他女儿留下的环境中很高。WNT的水平影响细胞如何响应另一种称为SHH(Sonic Hedgehog)的信号 - 只有低WNT环境中的那些信号响应SHH信号传导，这指示细胞成为干细胞。
“这些细胞必须离开家，它们必须离开环境中的高WNT信号，才能成为干细胞，”Ouspenskaia说。“我们观察到实际上来自具有高WNT信号传导的细胞的SHH对于帮助细胞离开是必不可少的。因此，为了使这种逃逸细胞成为干细胞，它需要从其姐妹细胞接收SHH信号。回家告诉它'你是干细胞。'“研究人员认为，WNT和SHH信号传导之间的拮抗作用可能有助于控制胚胎发育期间产生的干细胞数量。
“这种新发现的信号串扰提供了对这两种信号为何对皮肤癌产生如此深远影响的见解，其中癌组织繁殖干细胞的数量过多，”Fuchs说，他也是霍华德休斯医学研究所的研究员。“这项工作现在为未来研究肿瘤增殖和正常干细胞之间的迷人和临床重要关系铺平了道路。”
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