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        自然衡大講堂

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        毛囊干細胞

        時間:2017-01-10 作者:自然衡

             毛囊干細胞是在人的毛囊外根鞘隆突部中的一種。毛囊干細胞屬于成體干細胞,具有,在體內處于靜止狀態,在體內培養活內環境作用下表現出驚人的增殖能力。研究發現,毛囊干細胞具有多向分化潛能,它可以分化成表皮、毛囊、皮脂腺,參與皮膚創傷愈合的過程。 

        1、生物學特性

               毛囊干細胞是毛囊中的,和其它成體干細胞一樣,具有慢周期性、未分化性、自我更新和體外增殖能力強等特點。毛囊干細胞分化經毛囊干細胞(hair follicle stem cells,FSC)、短暫增殖細胞(transit amplifying cells,TAC)有絲分裂后分化細胞(postmitotic differentiating cells,PDC)三個階段。毛囊干細胞在光鏡下呈立方形,細胞體積小,核漿比率大,表面光滑,皺褶少,又被稱為非鋸齒形細胞,細胞體積的增大與增殖能力呈負相關。超微結構顯示細胞表面有少許微絨毛,細胞核存在許多卷曲,染色質彌散分布,這些形態特征均表現出原始細胞的特性。

             毛囊干細胞最重要的特點之一就是慢周期性,而且可以有無限多次細胞周期。當暴露于帶有核素活其他標記的核苷酸時,細胞在DNA合成的過程中攝取標記核苷酸而將標記整合到DNA中。由于干細胞的細胞周期長,這樣的標記可以維持相當長一段時間。正是由于干細胞的這一特點,有人便將它稱為標記滯留細胞(label-retaining cells,LRCs)。     實驗證實,LRCs具有干細胞的特征:超微結構及生化特征方面均具有分化細胞的特點,體積小,細胞器少,克隆形成能力高,細胞周期慢,無限次分裂。之前,研究者通過這種方法已經將成體毛囊干細胞定位于隆突部。從形態學上看,隆突細胞體積小,有卷曲核,透射電鏡檢查發現其胞漿充滿核糖體,而且缺乏聚集的角蛋白絲,細胞表面有大量微絨毛,是典型的未分化或"原始狀"細胞。其他實驗還證實,毛囊上部角質形成細胞比下部細胞的體外增殖能力強,生存期長。同時,隆突部的細胞體外培養時克隆形成能力也最強。

        2、分化潛能

              毛囊干細胞具有很高的增殖潛能,在體外培養時呈克隆性生長,可誘導分化為神經元細胞,神經膠質細胞,平滑肌細胞和黑色素細胞等細胞,而植入體內則可分化形成神經元、黑色素細胞和角化細胞

        3、信號調控

             在毛囊干細胞信號調控中涉及到許多的調控信號,主要包括WNT信號、BMP信號和NFATc1等基因的作用。

             WNT信號通路在調節毛囊干細胞增殖和命運決定中起重要作用,它在毛囊循環的過程中呈一種動態變化,在生長期活性最高。研究均證明WNT信號在毛囊形態發生的調節中和皮膚重建的過程中通過幫助HF世系和與上皮細胞命運有關的祖細胞分化而起作用。

            骨形成蛋白信號(BMP)也在毛囊形態發生、出生后的重建和通過調節毛發基質前體細胞的分化和增殖來控制毛囊循環中起到重要作用。通過異位表達BMP4或特定的缺失BMP拮抗者noggin而增強的BMP信號將導致毛囊生長延遲和越來越嚴重的光禿。表達noggin將誘導毛囊向生長期的過渡,并且破壞毛干的分化。

             WNT信號與BMP信號是一種相互依賴并相互拮抗的關系。在毛發生長期早期,WNT信號的表達使毛囊干細胞發生增殖和分化,從而引起表皮相關成分的形成;但是此階段過后,BMP信號中的轉錄因子表達量升高,抑制正在進行增殖分化的干細胞,從而維持干細胞巢中的干細胞數量。

            另外,NFATc1基因在毛囊信號調控中也有著重要的作用。

            總之,影響毛囊干細胞增殖、分化的信號通路主要有wm、BMP、notch等。在體外培養狀態下,BMP可使毛囊bulge干細胞從細胞周期的進程中退出,進而抑制其增殖。

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