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.     

小鼠胚胎干细胞自我更新的信号调控机制

小鼠胚胎干细胞是一种全能干细胞，具有体内体外全能分化特性。体外培养时能够进行自我更新，即细胞通过对称分裂在维持全能性不丢失的情况下细胞数目增多。全能性维持受多条信号通路的调控，其中gp130下游的JAK-STAT3及P13K通路的活化能维持胚胎干细胞的自我更新，而SHP2-Ras-ERK的激活则促使胚胎干细胞分化。无血清条件下BMP4激活的通路与JAK-STAT3联合作用可保持胚胎干细胞的全能性。此外，Wnt信号通路的活化也参与对胚胎干细胞的自我更新的调控。总之，多种信号通路形成的网络精确调控小鼠胚胎干细胞的自我更新与分化。本文主要综述gp130在小鼠ES细胞增殖过程中作用，包括JAK-STAT3通路活化抑制小鼠ES细胞分化，P13K通路活化维持ES细胞的自我更新和SHP-2-Ras通路活化促进ES细胞分化，以及其他信号通路对小鼠ES细胞自我更新的影响，包括无血清条件下BMP联合LIF能维持ES细胞的高度自我更新，Wnt信号通路活化促进ES细胞自我更新。     

造血干细胞自我更新调控的研究进展

造血干细胞（HSC）是目前研究最为广泛、应用最为成熟的成体干细胞，对其表型和功能特点已有比较清楚的认识，但对于干细胞的基本功能——自我更新的调控机制仍然未有明确的认识。近年来研究发现一些内在因素对HSC自我更新具有强大的调控能力，如Wnt信号途径、Notch信号途径、同源盒（HOX）转录因子家族等可以调控HSC的自我更新能力。我们就HSC自我更新的调控途径和机制研究进展作一综述。     

Notch信号通路在神经精神领域的研究进展

Notch信号通路是一条进化上十分保守的信号转导系统,是少数能够反复调节细胞增殖和凋亡的信号转导系统,与细胞的增殖、分化、凋亡、黏附以及干细胞的自我更新有密切的联系。在中枢神经系统,Notch蛋白不仅在胚胎阶段表达,并且持续存在于成年动物的神经系统中,调控了神经干细胞的自我更新和分化过程。研究显示Notch与神经发育缺陷、脑缺血损伤、阿尔茨海默病等神经系统疾病及抑郁症、精神分裂症等精神疾病密切相关。本文拟对Notch信号通路在神经精神领域的研究进展作一介绍。     

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.     

Notch信号通路在造血调控和白血病发生中的作用

Notch是最早从果蝇中发现的基因，后来的研究证实Notch广泛存在于各种动物体内。Notch信号通路在生物进化过程中高度保守，是在多种细胞分化发育过程中起关键作用的信号途径^[1]。同时Notch信号通路在胚胎发育、造血细胞自我更新及肿瘤形成等生理病理过程起重要的调节作用。我们就Notch受体（NotchR）、配体、信号转导、对造血干细胞（HSC）分化的影响及其与白血病的关系进行综述。     

间充质干细胞向成骨细胞分化中的Wnt信号通路

背景：研究表明Wnt信号通路在间充质干细胞向成骨分化中具有重要作用。
　　目的：归纳总结Wnt信号通路的机制、调控以及其参与间充质干细胞成骨分化的作用。
　　方法：应用计算机检索Pubmed和CNKI数据库中1998年9月至2013年3月相关文献,在标题和中以“Wnt,间充质干细胞,Wnt信号通路,成骨细胞分化,经典Wnt信号传导通路,非经典Wnt信号传导通路”或“Wnt,Mesenchymal stem cel s,Wnt signaling pathways,osteoblastic differentiation,canonical Wnt signaling,non-canonical Wnt signaling”为检索关键词进行检索。最后选择31篇符合标准的文献进行综述。结果与结论：Wnt信号传导通路在间充质干细胞向成骨细胞中充当着关键的角色,包括经典Wnt信号、非经典 Wnt 信号以及其内部多种因子都参与间充质干细胞增殖和分化的调控。经典 Wnt 信号传导通路与非经典Wnt信号传导通路能联合调控人间充质干细胞的多向性分化,其中Wnt信号传导通路在参与在间充质干细胞向成骨分化的过程中,Wnt11,FZD6,sFRP2,sFRP3和Ror2等因子的表达升高,而Wnt9a和FZD7的表达下降。但Wnt信号的各因子如何相互影响,如何利用Wnt信号的机制促使间充质干细胞更快、更准确地分化值得更进一步探讨与研究。     

Notch和Wnt通路对脑缺血后神经干细胞作用的研究进展

神经干细胞(NSCs)在脑缺血后神经功能障碍的修复过程中起着关键作用。Notch通路广泛存在于动物细胞中,是调控NSCs增殖、分化的经典信号通路。Wnt通路参与细胞的增殖、分化和凋亡等过程,在损伤后脑组织NSCs增殖过程中发挥重要作用。近年来研究发现,两条通路形成一个信号网络,共同调控NSCs增殖和分化。     

Wnts与造血干细胞的自我更新

造血干细胞既有自我更新的能力，又有定向分化成各系血细胞的能力。Wnt蛋白与其受体结合，通过Wnt信号传递途径，调控细胞的生长，参与发育的多个重要过程。研究表明，在造血系统可溶性Wnt蛋白能导致造血干祖细胞的扩增，在造血干细胞自我更新中扮演了一个重要的角色。     

miRNA与Notch信号通路在心脏发育中的作用

背景:miRNA具有调控细胞增殖、分化和生物体生长发育等功能.Notch信号通路在细胞增殖、分化和器官组织发育也起重要作用.miRNA与Notch信号通路分别在心脏发育中的作用及两者之间关系的研究可能会为干细胞移植治疗某些心脏疾病提供新思路.目的:综述miRNA和Notch信号通路在心脏发育中作用研究的新进展.方法:应用计算机在Google Scholar、PubMed数据库和ScienceDirect-Home数据库进行检索,英文检索词"miRNA,Notch signaling pathway,cardiac development,stem cells".结果与结论:miRNA通过调节靶基因mRNA或抑制翻译而发挥作用,具有调控细胞增殖、分化等生物学功能,在心脏的发育发挥重要作用.Notch信号通路在决定细胞分化方向和心脏正常发育起重要作用.而miRNA-1可抑制Notch信号中DII1受体表达而促进小鼠胚胎干细胞向心肌细胞分化.深入了解miRNA或Notch信号通路在心脏发育中的机制及两者之间的联系,明确其在调控干细胞分化为心肌细胞的作用,可能会为干细胞移植治疗某些心脏疾病提供新的干预靶点.     

间充质干细胞增殖、衰老及分化：Wnt信号通路经典与非经典的调控作用

背景：间充质干细胞作为再生医学及组织工程领域中的重要种子细胞来源,对其不同生物学特性的调控机制一直是目前研究的热点。
　　目的：综述Wnt信号通路调控间充质干细胞增殖、衰老及分化的研究进展。
　　方法：应用计算机检索2002至2014年PubMed数据库及CNKI数据库,以“mesenchymal stem cel s, Wnt signaling pathway,proliferation,senescence,differentiation”或“间充质干细胞,Wnt信号通路,增殖,衰老,分化”为关键词进行检索,重点对44篇文章进行分析。
　　结果与结论：Wnt信号通路广泛参与调控间充质干细胞多种生物学特性。经典Wnt信号通路对间充质干细胞增殖及向成骨细胞分化具有双向调控作用,并能够促进其衰老及向神经细胞分化,抑制其向脂肪细胞分化;非经典Wnt信号通路则参与促进间充质干细胞衰老及向成骨细胞分化,抑制其增殖及向脂肪细胞分化,不参与其向神经细胞分化,为其应用于骨组织工程、神经损伤修复等领域提供了新的研究靶点。     

Wnts与造血干细胞的自我更新

造血干细胞既有自我更新的能力,又有定向分化成各系血细胞的能力。Wnt蛋白与其受体结合,通过Wnt信号传递途径,调控细胞的生长,参与发育的多个重要过程。研究表明,在造血系统可溶性 Wnt蛋白能导致造血干祖细胞的扩增,在造血干细胞自我更新中扮演了一个重要的角色。     

Notch信号通路与关节软骨发育及骨关节炎

背景:骨性关节炎时往往伴随软骨细胞间信号转导的异常,提示细胞间信号转导在骨性关节炎发生、发展过程中可能发挥重要作用.目的:综合分析Notch信号通路的最新进展,探讨Notch在调控骨髓间充质干细胞软骨相分化机制、调控软骨发育及软骨发生中的作用,分析Notch信号通路失调与骨关节炎的关系.方法:以Notch signaling pathway,osteoarthritis,chondrocytes,chondrogenesis,bone marrow stem cells为检索词,检索Pubmed数据库(1919-03/2009-02);以Notch信号通路,骨关节炎,软骨细胞,骨髓间充质干细胞为检索词,检索CNKI数据库(2004-02/2008-09).文献检索语种限制为英文和中文.纳入与Notch信号通路有关的研究、Notch信号通路调控骨髓间充质干细胞软骨相分化机制的研究,以及Notch信号通路失调与骨关节炎的研究.排除重复性研究.以关节软骨的发育调控和软骨细胞的增殖胃评价指标.结果与结论:计算机初检得到632篇文献,根据纳入排除标准,对其中30篇文献进行分析.Notch信号通路是一个在进化过程中高度保守的信号通路,它通过Notch受体与配体的结合、Notch受体的酶切活化、可溶性Notch胞内区转移至细胞核并与CSL DNA结合蛋白相互作用,最终调控靶基因的表达,从而在细胞增殖、分化、凋亡及器官发育中发挥重要的调控作用.目前已证实,Notch信号参与并调控关节软骨的发育、软骨细胞增殖、分化,而Notch信号的失调在骨关节炎的发生、发展中扮演着十分重要的角色.提示深入研究Notch信号在骨性关节炎发病机制中的确切作用将有助于骨性关节炎的靶向治疗,从而为骨性关节炎的治疗开辟更加广阔的前景.     

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.     

Notch信号通路在脑缺血损伤中的作用机制研究进展

1917 年,Morgan 及其同事在果蝇体内发现了一种基因, 因其功能部分缺失可导致果蝇翅缘出现缺口, 故命名该基因为Notch.随后的研究发现,Notch 在胚胎发育、T 细胞发育、维持造血干细胞自我更新以及神经干细胞的发生及分化过程中起重要作用.近年来,有研究发现Notch 信号通路在脑缺血损伤中同样发挥着重要的作用.本文就Notch 信号通路在脑缺血损伤中的作用机制进展进行综述.     

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。     

Notch信号及相关信号传导体系对细胞增殖及分化的调控作用

Notch信号及相关传导体系在进化上是保守的信号转导系统,本文阐述了Notch信号及相关的磷脂酰肌醇-3-羟激酶(PI3K)-丝氨酸/苏氨酸激酶(Akt)旁路、哺乳动物雷帕霉素靶位(mTOR)信号传导体系对造血干细胞、白血病干细胞以及白血病细胞的增殖及分化的调控作用.     

信号转导通路在神经干细胞分化及其修复脊髓损伤过程中的作用

近年来神经干细胞的研究给中枢神经系统损伤患者带来了新的希望，但神经干细胞的分化诱导仍然是医学界的一大难题。文章试对神经干细胞分化发育过程的基因信号转导通路Notch信号途径、螺旋-环-螺旋转录因子家族信号途径及Wnt信号途径等作以综合分析。探讨这些基因信号转导通路对神经干细胞分化的作用及其修复脊髓损伤的前景。神经干细胞的分化发育受多种途径的共同作用，基因水平的调控，局部微环境以及各种生长因子的作用都对其分化发育有重要影响；其对脊髓损伤的修复具有重要作用。     

Notch和Hedgehog信号通路与垂体发育及垂体瘤的相关性研究进展

垂体瘤为最常见的颅内肿瘤,以压迫周围组织及激素分泌过多为主要临床表现。其治疗方案的选取依赖肿瘤的类型及对临近组织压迫的程度。阐明垂体瘤的发病机制是在亚细胞水平治疗的至关重要的一步。一些信号通路参与了垂体瘤的发生和发展,如Notch、Wnt和Hedgehog(Hh)通路等,它们在垂体的器官发生和生长激素、泌乳素、甲状腺激素、促皮质激素分泌细胞的形成中也起重要作用。本文重点综述了Notch和Hh信号通路与垂体发育及垂体瘤的相关性研究进展。     

Musashi-1在妇科恶性肿瘤发生发展中的作用

妇科恶性肿瘤严重威胁女性健康,尽管目前治疗策略相对有效,但复发及耐药仍是影响整体生存率的重要因素。研究表明肿瘤的复发及耐药与具有自我更新、无限增殖、多向分化潜能及高致瘤性的肿瘤干细胞(cancer stem cells,CSCs)亚群密切相关。Musashi-1是一种最新研究报道的CSCs标志物,多数研究认为其通过Notch、Wnt等信号通路发挥作用,在多种肿瘤组织中异常表达,在妇科恶性肿瘤中高表达,且与肿瘤的分期、分化、血管浸润及化学药物治疗耐药等密切相关。深入研究其在妇科恶性肿瘤中的作用机制,可为妇科恶性肿瘤的临床治疗提供新思路。现就Musashi-1在妇科恶性肿瘤中的表达情况及作用机制进行综述。