Посещений:
Гематопоэтические Стволовые Клетки

Самообновление

Review Article Intrinsic and extrinsic control of haematopoietic stem-cell self-renewal
Leonard I. Zon
Nature 453, No 7193,P. 306-313 (15 May 2008) | doi:10.1038/nature07038




 |  Figures and Tables

Когда стволовые клетки делятся, то они генерируют потомство с тем же самым потенциалом развития, что и оригинальные клетки, этот процесс наз. само-обновлением. Самообновление управляется от природы экспрессией генов зависимым от типа клеток образом и модулируется за счет взаимодействий с внешними сигналами из окружающей среды, такими как факторы роста. Однако, несмотря на распространенность термина самообновления в научно литературе, этот процесс не определен на молекулярном уровне. Гематопоэтические стволовые клетки представляют собой прекрасную модель для изучения самообновления, т.к. они могут быть выделены, ими относительно легко манипулировать и они могут быть оценены с помощью хорошо известных методов. Установление принципов самообновления у гематопоэтических стволовых клеток д. пролить свет на механизмы сомообновления в др. тканях.

Box 1 Conserved aspects of HSC self-renewal

The biological properties and activities that are involved in the self-renewal of HSCs are detailed below.
  • Self-renewal occurs autonomously in HSCs and is also affected by the environment (or stem-cell niche).
  • Self-renewal is activated by diverse signals, such as developmental regulators or certain oncogenes. The diversity of signals might make this process robust, in that a single signalling pathway is not the sole mediator. For example, Мус, NOTCH and leukaemic fusion proteins stimulate self-renewal53,96, so signalling through multiple pathways is likely to trigger a set of cellular events associated with self-renewal.
  • Some of the pathways used during embryogenesis are used during adult HSC self-renewal. These include signalling pathways mediated by Delta-like, WNT proteins, BMPs, fibroblast growth factors, retinoic acid and PGE2. Some factors are required for the production of HSCs during embryogenesis but are not required for the self-renewal of HSCs at later developmental stages: for example, the transcription factors SCL and RUNX1 (ref. 93).
  • HSCs do not seem to require the developmental regulators for adult stem-cell homeostasis. Conditional gene knockouts in mice have shown that developmental factors such as WNT proteins and NOTCH are not usually involved in HSC maintenance but are involved in stress-induced situations or during regeneration97,98.
  • Most of the developmental pathways involved in self-renewal are conserved in many tissues and in many organisms.
  • Self-renewal is linked to the cell cycle. The chromatin-associated factor ВМИ has been implicated in the self-renewal programme, and it directly regulates the transcription of the cell-cycle regulator INK4A99,100.
  • Self-renewal is activated quickly. An example of this is that the transformation event in cancer cells spontaneously and rapidly activates self-renewal.
  • Self-renewal can be augmented in stem cells that are already capable of self-renewal. HSCs can execute the self-renewal programme, but the addition of WNT3A24, angiopoietin-like factors75 or PGE2 (ref. 56) to the cells can increase the number of cells that engraft after transplantation. Most of the signalling pathways that are involved in self-renewal are not maximally stimulated in vivo, so it is possible to boost self-renewal.
  • Self-renewal is modulated by epigenetic modification. Gene transcription is altered by modifying histones and transcription factors by processes such as phosphorylation, acetylation, ubiquitylation, SUMOylation and methylation.
  • Self-renewal is linked to HOXgene expression.


  • Некоторые биологические аспекты самообновления HSCs сегодня детализированы (Box 1). Несколько лет назад две группы исследователей высказали идею, что все популяции стволовых клеток могут иметь общую сигнатуру генной экспрессии71,72. Слово 'stemness' закреплено за этой сигнатурой.Первоначально концепция стволовости касалась набора генов, которые были общими для нейральных стволовых клеток, HSCs и ES клеток. По мере расширения этой области и др. популяции стволовых клеток были изучены. Незначительное перекрывание генов сигнатур 'стволовости' было описано многими группами исследователей, так что эта концепция оказалась неверной.
    Паттерны экспрессии генов стволовых клеток скорее всего различны во всех тканях, но но они используют пригодные для сравнения пути, которые необходимы и достаточны для самообновления различных органов. Проводилось также изучение стволовых клеток у разных видов. Единственная возможность заключается в том, что сигнальные пути, которые контролируют самообновление законсервированы, с комбинаторной конкуренцией между транскрипционными факторами, осуществляющими функциональную основу 'стволовости'.
    Сайт создан в системе uCoz