Wnt和Notch信号通路在造血干细胞自我更新调控中的研究进展

造血干细胞的自我更新受自身内在基因和其所处微环境信号的共同调控。两条经典的发育调控通路Wnt,Notch信号通路在造血干细胞自我更新调控中起着至关重要的作用。目前研究证实Notch信号对Wnt信号介导的维持造血干细胞未分化状态是必需的。在此对Wnt和Notch信号在造血干细胞自我更新调控中的作用,尤其是二者的串话作一综述,并对其应用前景和今后的研究方向作出展望。     

持续 Wnt 信号通路激活促进胚胎干细胞源造血干细胞的增殖简

背景：如何提高胚胎干细胞诱导效率、促进胚胎干细胞源造血干细胞体外增殖成为目前急需解决的课题。目的：以外源性Wnt3a作为诱导剂,激活培养中的小鼠胚胎干细胞Wnt/β-catenin信号通路,观察该通路的激活是否促进胚胎干细胞向造血祖细胞的定向分化。方法：用外源性wnt3a（100μg/L）持续作用ES-E14TG2a小鼠胚胎干细胞21 d,通过细胞免疫荧光及蛋白免疫印迹检测细胞内β-catenin蛋白含量,QRT-PCR检测Wnt下游靶标基因的表达量来确定经典Wnt/β-catenin信号通路是否被激活,然后采用单层贴壁培养法诱导其向造血干细胞分化,流式细胞仪检测造血发育相关表面标志CD34＋/Sca-1＋,同时以QRT-PCR法检测造血相关基因的表达情况。结果与结论：ES-E14TG2a小鼠胚胎干细胞经wnt3a（100μg/L）连续培养21 d后发现β-catenin蛋白在细胞内积累;Wnt信号通路的下游靶标基因Pitx2、Frizzled、Sox17、Oct4的表达量均出现不同程度的增加,可见经典 Wnt/β-catenin 信号通路有被激活;单层贴壁培养法诱导其向造血干细胞分化的过程中检测到CD34＋/Sca-1＋细胞含量在14 d时占总细胞量高达20.2%,而对照组的仅占11.9%。造血相关基因骨形态发生蛋白4、FLK2及CD34的表达量均增加,而Smad5的表达则明显受到抑制。说明Wnt3a持续作用可激活Wnt/β-catenin信号通路,并促进ES-E14TG2a小鼠胚胎干细胞向造血干细胞的定向分化。     

造血干细胞自我更新的相关信号分子:作用及途径

背景:造血干细胞数目少,且在体外容易分化,这对其应用于移植存在很大的困难.目的:文章集中阐述了Wnt、Notch、Bmi_1、Shh、HOXB4信号分子在维持造血干细胞自我更新调控中的作用及其途径.方法:以HSC、Wnt、Notch、Bmi_1、Shh、HOXB4为检索词,检索PubMed数据库(2002-01/2008-12).文献检索语种限制为英文.纳入与造血干细胞自我更新相关信号分子密切相关的文献.排除重复性研究和Meta分析.结果与结论:计算机初步检索到216篇文献,对其中30篇文献进行研究.造血干细胞是具有自我更新、较强分化发育和再生能力、可以产生各种类型血细胞的始祖细胞,被广泛应用于治疗血液系统疾病,但是造血干细胞在体外容易分化,这对其应用于移植存在很大的困难.如何使造血干细胞在体外扩增和处理的同时保持造血干细胞的自我更新特性成为关键问题.近年来通过不同信号通路增强造血干细胞自我更新能力的信号分子成为研究热点.文章集中阐述了Wnt、Notch、Bmi_1、Shh、HOXB4在维持造血干细胞自我更新调控中的作用及其途径,发现上述5种信号分子均具有增强造血干细胞自我更新的功能.此外还有一些因素在维持造血干细胞自我更新的过程中起重要作用,如作为内源性因素的一系列转录因子Oct-4、Ehox、Nanog、SCL、Runx1等,探讨它们相互作用形成的调控网络如何调控造血干细胞的自我更新,将成为造血干细胞自我更新领域研究的一个重点.     

HOXB4基因在造血干细胞自我更新中的调控作用

造血干细胞（hematopoietic stem cell,HSC）具有高度自我更新能力和多向分化潜能,HSC的自我更新是由促进生长的正调控信号和导致凋亡的负调控信号之间的平衡来调控的。在正调控信号中,HOXB4通过激活不同的信号通路增强HSC的自我更新,同时又不影响维持正常稳态造血的调控机制。提高HOXB4的表达水平,能够极大地增强HSC的自我更新功能,但基本不影响细胞的分化、系特异性及终末细胞的形态和功能。不仅如此,HOXB4还可增强胚胎干细胞（embryonic stem cell,ESC）的造血潜能,促进ESC向造血细胞分化。因此,HOXB4和（或）HOXB4的靶基因的表达上调可能在干细胞移植和基因治疗等方面具有广阔的应用前景。本文就HOXB4基因参与调控造血干细胞的自我更新,HOXB4对HSC的分化特异性及终末分化的“零”效应及HOXB4调控HSC自我更新的分子机制等进行综述。     

干细胞的研究及应用前景

干细胞是存在于生命个体中的一类具有高度自我更新能力和多向分化潜能的细胞群体。它们不仅存在于胚胎发育暑期而且在成体内也广泛分布于各种组织器官的特定部位，故宏观上将其分为胚胎干细胞（ES细胞）和成体干细胞。其中ES细胞具有分化全能性，可以分化成任一机体组织细胞，它的主要功能是参与机体的发育；成体干细胞的分化潜能则相对有很，其功能主要是维持组织器官的新陈代谢。随着细胞替代治疗的发展，干细胞移植治疗已成为临床上治疗某些疾病的重要手段，利用干细胞在体外扩增培养并诱导成所需要的细胞后移植入患体内，用于组织损伤的修复、退行性器官的替代及改善遗传性缺陷组织器官的功能。而成体干细胞可塑性分化的发现，为细胞替代治疗提供了新的种子细胞。     

异位骨化发病机制的探讨和研究策略

目的探讨异位骨化（HO）发病机制以及其研究策略。方法查阅近年有关HO危险因素及发病机制的文献，结合相关领域的方法学及新技术和新观点进展综合分析。结果HO发病机制尚未完全明确，但其本质是一种体内互转化现象。BMP—Smad、Wnt-beta．catenin和LIF-STAT3信号通路被认为是胚胎干细胞保持自我更新和向特定细胞定向分化过程中的中枢调控因子。TGFβ／BMP-Smad信号通路是干细胞定向分化成肌腱（韧带）细胞的前提，是必要条件，但不是充分条件。微小RNA（miRNA）和TGFβ／BMP-Smad信号通路可以联合作用，组合成不同的密码来裁定细胞的命运和表型。结论miRNAs和TGFβ／BMP—Smad信号通路可能是决定干细胞向肌腱细胞，或软骨细胞，或肌腱和软骨细胞混合成分哪一个方向分化的关键调控因素。通过对比分析干细胞在上述3种分化途径中基因表达调控、蛋白结构和功能的差异，可能帮助我们寻找到决定肌腱细胞与软骨细胞互相转化分化的关键miRNAs，肌腱细胞定向分化的关键调控基因，以及揭开精确调控细胞分化方向的关键机制和调控网络。     

Wnt信号与神经干细胞分化

背景: 研究表明,移植入宿主体内的神经干细胞可分化为神经元或神经胶质细胞.Wnt信号通路与神经干细胞的分化密切相关.通过调节Wnt信号通路可控制神经干细胞的定向分化.目的: 对神经干细胞分化及其与Wnt信号通路的关系进行综述.方法: 应用计算机检索2002-02/2010-03 Medline数据库、Ovid数据库、CNKI、EBSCO数据库与神经干细胞相关文献.检索词为"神经干细胞,神经再生,Wnt信号,神经元,分化".纳入与神经干细胞分化及Wnt信号系统相关文献,排除重复性研究,保留30篇文献进行综述.结果与结论: 神经干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞,能分化形成机体中枢神经系统几乎所有类型的细胞.Wnt信号通路在神经干细胞的分化中起重要作用.文章从神经干细胞、Wnt信号通路、Wnt信号通路与神经干细胞的分化等方面分别进行了叙述.然而,Wnt信号通路控制神经干细胞分化的具体机制还不是很清楚.     

干细胞的研究及应用前景

干细胞是存在于生命个体中的一类具有高度自我更新能力和多向分化潜能的细胞群体。它们不仅存在于胚胎发育时期而且在成体内也广泛分布于各种组织器官的特定部位,故宏观上将其分为胚胎干细胞(ES细胞)和成体干细胞。其中ES细胞具有分化全能性,可以分化成任一机体组织细胞,它的主要功能是参与机体的发育;成体干细胞的分化潜能则相对有限,其功能主要是维持组织器官的新陈代谢。随着细胞替代治疗的发展,干细胞移植治疗已成为临床上治疗某些疾病的重要手段,利用干细胞在体外扩增培养并诱导成所需要的细胞后移植入患者体内,用于组织损伤的修复、退行性器官的替代及改善遗传性缺陷组织器官的功能。而成体干细胞可塑性分化的发现,为细胞替代治疗提供了新的种子细胞。     

乳腺干细胞的信号传导通路与乳腺癌

乳腺干细胞是成体干细胞的一种,具有多种分化和自我更新能力,乳腺干细胞的研究为乳腺再造及乳腺癌防治提供了理论依据.在正常情况下,乳腺干细胞的分化、更新能力受到信号转导通路和激素的严格调控,一旦这种机制被破坏或调控异常,细胞就会异常分化,无限制的生长、繁殖,形成乳腺癌干细胞,并发生肿瘤.乳腺干细胞增殖分化的信号转导通路Wnt、 Wnt/β-catenin、 Notch、 Hedgehog是多种类型乳腺癌的发病基础.更好地理解乳腺干细胞的信号转导通路及调控机制,了解其自我更新的关键分子,对于设计更为有效的根除肿瘤起始细胞和乳腺癌干细胞的治疗方法至关重要.     

表皮干细胞增殖分化的调控机制

表皮干细胞是皮肤组织的特异性干细胞，具有自我更新和强大的增殖潜能，被认为是皮肤组织工程理想的种子细胞。表皮干细胞增殖与分化调控确切机制目前尚不清楚。现有研究主要集中在MAPK、Wnt、Notch、骨形态发生蛋白等信号转导通路上，通过信号转导通路的激活，引起与细胞增殖分化相关基因的表达，以调控表皮干细胞的增殖分化。近来有研究显示端粒酶活性的丧失及其增殖相关基因表达的改变可能是造成表皮干细胞体外复制和扩增受限的主要原因。表皮干细胞的研究已引起越来越多研究者的关注，目前已广泛应用于组织修复的实验及临床研究，展现出良好的应用前景。     

胚胎干细胞分化的调控因子

应用计算机检索Pubmed数据库1999-01／2008-01期间及万方数据库、维普数据库2001-01／2008-01期间与胚胎干细胞分化的调控因子相关的44篇文章显示：胚胎干细胞分化的调控是一个极其复杂的过程，是由多个因素组成的一个庞大的维持胚胎干细胞自我更新能力的调控网络，其中特异分子和各种转录因子的最终表达量是决定胚胎干细胞是否分化的关键因素。当各种因子分泌量达到相互平衡状态时，胚胎干细胞维持自我更新，但是如果其中一个或几个因子的表达量发生改变时，就会促使胚胎干细胞向某一特定方向分化。目前研究主要集中在八聚体结合蛋白4、Nanog、SOX基因、白血病抑制因子等几条既平行又相互交错的通路所决定胚胎干细胞的自我更新。     

抑制Ras信号通路可减弱小鼠胚胎干细胞的造血分化

为了探讨Ras信号通路对小鼠胚胎干细胞（Embryonic Stem cells,ES cells）造血分化的影响,将突变型基因RasN17转染小鼠ES细胞,免疫印迹检测RasN17的表达对Erk1/2及Akt磷酸化的作用,应用半定量RT-PCR检测ES细胞在分化过程中与造血相关的基因的表达。结果表明：RasN17的表达能抑制Erk1/2和Akt的磷酸化,携带RasN17基因的ES细胞在分化过程中Runx1、SCL及beta-major珠蛋白等基因的表达被显著抑制,而FLK1的表达不受影响。结论：ES细胞体外造血分化需要Ras通路的活化。     

骨骼肌钝挫伤的损伤与修复机制研究进展CSCD

总结骨骼肌钝挫伤的损伤与修复机制,并从肌卫星细胞增殖和分化学说、Ca^(2+)介导的细胞膜修复学说、内质网应激学说以及自噬学说等方面进行阐述。肌再生依赖于周围卫星细胞的分化、增殖来促进骨骼肌再生,从而修复受损肌肉的功能。调控肌卫星细胞成肌分化的相关信号通路主要包括RBP-Jκ/Notch信号、Wnt信号和P13K/Akt/mTOR信号通路。其中Notch信号通路通过调控肌卫星细胞自我更新和分化来维持肌干细胞的稳态。P13K/Akt/mTOR信号通路对肌卫星细胞的成肌分化具有正向调控作用,能够促进骨骼肌再生。然而,当前的研究对Wnt信号通路在成熟骨骼肌再生过程中的作用存在争议,激活Wnt信号通路是否有利于骨骼肌损伤与修复需要更多的研究来进行论证。Ca^(2+)介导细胞膜修复对骨骼肌钝挫伤后肌膜修复、细胞存活至关重要。但是骨骼肌损伤后引起钙泵结构受损或功能下降使Ca^(2+)回收受阻,Ca^(2+)失调通过促进线粒体的活性氧(ROS)的产生和扰乱内质网腔内的蛋白质折叠,有助于异常的蛋白质生成,内质网中异常折叠蛋白生成增多,超过其阈值并发生聚集、滞留,最终诱导内质网过度应激。内质网过度应激可通过PKC或FAM134B途径介导细胞自噬,自噬通过自我降解异常细胞器或错误折叠蛋白,以更新并维持细胞内环境稳态。关于自噬在骨骼肌损伤修复中的作用机制,除了内质网过度应激诱导,有关报道认为钝挫伤诱发的局部组织供氧不足,促使大量的ROS产生或AMPK信号通路的激活,均可诱导线粒体自噬而维持线粒体的稳定,减少能量消耗,从而有利于促进钝挫伤修复。虽然骨骼肌钝挫伤的损伤修复的机制错综复杂,但上述学说之间有交叉之处,因此对于骨骼肌钝挫伤的损伤修复机制研究可以围绕以上学说进一步深入研究,以明确不同学说在骨骼肌损伤修复的不同阶段如何发挥协同作用。     

人胚胎干细胞Pten基因表达及PI3K/Akt/mTOR信号通路下游蛋白的磷酸化

背景:各种磷酸化蛋白质表达水平对人胚胎干细胞维持未分化状态或定向分化的影响逐渐成为人胚胎干细胞的研究热点,研究发现磷酸化蛋白质表达水平可能决定着人胚胎干细胞的命运。目的:对PI3K/Akt途径下游的关键蛋白磷酸化水平进行检测,寻找PI3K/Akt途径中能够维持人胚胎干细胞未分化状态的下游蛋白。方法:用胎鼠成纤维细胞作为饲养层,二维培养的方法培养人胚胎干细胞,胶原酶消化后待测;以饲养层细胞、K562细胞株为对照。观察人胚胎干细胞生长状态;RT-PCR检测Pten基因表达;WesternBlot检测p-PTEN、p-mTOR、p-P70S6Kp-4E-BP14种蛋白的表达。结果与结论:人胚胎干细胞在未分化状态时PtenmRNA表达高于肿瘤细胞K562,而且Pten抑制的mTOR信号通路中关键蛋白表达均明显低于K562,尤其以p-4E-BP1表达最低。提示PI3K/Akt/mTOR信号通路下游磷酸化蛋白在人胚胎干细胞活性较低,如果抑制负调节蛋白PTEN或直接激活该通路正调节关键蛋白,可能会加快人胚胎干细胞增殖、减少凋亡,进而为定向分化、再生医学提供更多的细胞来源。     

CRTER杂志“干细胞与体细胞重编程研究方向”的组稿内容

干细胞自我更新调控机制。 胚胎干细胞向组织干细胞分化的调控。 调控干细胞自我更新的转录因子和细胞因子。     

干细胞研究进展与血细胞治疗

胚胎干细胞(ES细胞)所具有的非分化增殖能力和发育的全能性特征使其在干细胞研究领域备受关注,一直是干细胞研究的热点,但ES细胞获取的困难、免疫排斥与致瘤的风险和伦理学的争议等问题则一直是难点,困扰和限制着其研究与应用;人们也一直试图找到一种方法,将人体正常的体细胞直接转化为具有类似ES细胞的性能,即将已经成熟终末分化的细胞逆转为原始的多能甚至是全能干细胞的细胞状态,此过程称为细胞重编程(cellular re-programming).     

阿尔茨海默病现Wnt信号通路及神经干细胞的关系

背景：阿尔茨海默病的病因涉及遗传、环境、免疫等多种因素和机制,大量研究表明Wnt信号通路与之密切相关,也有研究表明,Wnt信号通路对神经干细胞的增殖发挥着决定性作用.目的：对阿尔茨海默病的病理过程与Wnt 信号通路的关系以及 Wnt 信号通路与神经干细胞增殖分化进行综述,为阿尔茨海默病的治疗提供理论依据.方法：通过Pubmed数据库检索有关阿尔茨海默病病理过程与Wnt信号通路及Wnt信号通路与神经干细胞关联的相关文献,检索词为“Alzheimer’s disease、Wnt signaling pathway、NSCs、stem cel differentiation、amyloid-βprotein、Protein Tau”.纳入与阿尔茨海默病和Wnt信号通路相关的文献,排除重复性研究,保留50篇文献进行综述.结果与结论：目前通过神经干细胞移植来治疗以神经元的缺失为特征的神经退行性疾病已成为研究的热点,而如何调控神经干细胞向特定神经元分化成为了研究的难点,信号转导在神经干细胞的分化中起重要的作用,其中Wnt信号通路是调节神经干细胞增殖及分化的细胞外的重要因素.Wnt信号通路的失活可以促进阿尔茨海默病的病理过程,相反激活Wnt信号通路可以保护海马神经元,同时促进神经干细胞的分化,为阿尔茨海默病的治疗提供新的思路.     

成纤维细胞生长因子支持人胚胎干细胞在无饲养层中的生长(英文)

背景:人胚胎干细胞是一种全能型细胞,可以分化为3个胚层的组织,目前国内对其无饲养层生长的研究较少.成纤维细胞生长因子是维持胚胎干细胞不分化状态的重要因子.目的:探讨长期培养过程中不同质量浓度成纤维细胞生长因子对人胚胎干细胞未分化状态和全能性维持的影响.方法:两株人胚胎干细胞在鼠胚胎成纤维细胞条件培养基中培养3代,分别转移到含100,160,250 μg/L成纤维细胞生长因子的鼠胚胎成纤维细胞条件培养基中培养8代.从培养皿中移出胚胎干细胞,用IV胶原酶消化聚集成团的细胞,观察细胞分化状态和全能性情况.收集传8代后的胚胎干细胞,种植于SCID小鼠体内.对所得细胞做形态学评估,并进行碱性磷酸酶染色、表面标记免疫组化检测、RT-PCR检测OCT-4的表达、体内致瘤情况.结果与结论:在含160,250 μg/L成纤维细胞生长因子的鼠胚胎成纤维细胞条件培养基中,两株人胚胎干细胞可以保持原有性状,即细胞克隆呈圆形,核质比较高,中间大片区域为未分化细胞,周围为分化细胞;呈碱性磷酸酶强阳性表达;表达OCT-4转录因子蛋白;细胞表面标志SSEA-4,TRA-1-60,TRA-1-81均呈阳性表达;聚集成团的胚胎干细胞培养10 d后形成拟胚体;种植于SCID小鼠体内可得含3个胚层组织的畸胎瘤.含100 μg/L成纤维细胞生长因子的鼠胚胎成纤维细胞条件培养基不足以维持人胚胎干细胞的长期增殖,4代以后大部分细胞分化死亡.提示成纤维细胞生长因子质量浓度达160 μg/L以上时,可以单独支持人胚胎干细胞的体外稳定增殖,且不影响细胞分化状态和全能性.     

人毛囊干细胞wnt10b信号通路激活作用研究

目的 通过病毒转染方式激活Wnt10b信号通路,调节毛囊干细胞的增殖分化过程,构建分化程度可控的毛囊干细胞种子细胞系.方法 本研究从人毛囊隆突部位中提取分离出多系毛囊干细胞.通过系统性的体外激活人毛囊干细胞中wnt10b信号通路,分析wnt信号通路对毛囊干细胞增殖和分化的影响.结果 本研究通过显微解剖结合消化法,实现了...     

肝干细胞的研究进展

干细胞(stem cell)是指在适当条件下,具有自我复制、自我更新以及全能或多能分化能力的细胞群. 目前,人们根据干细胞分化能力的不同将其分为3类:①全能干细胞(totipotential stem cells):可以分化形成所有的成体组织细胞,甚至发展成完整的个体,如胚胎干细胞; ②多能干细胞(multi- potential stem cells):具有多向分化潜能,可以分化形成除自身组织以外的其他组织细胞,如造血干细胞、间充质干细胞等;③专能干细胞(unipotenital stem cells):维持某一特定组织细胞的自我更新,如肠上皮细胞等.……