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近年来人们逐渐意识到,干细胞微环境对于干细胞的增殖和多能性维持非常关键,但并不清楚这种独特的微环境是如何形成的。日前,中科院动物所和辛辛那提大学的研究团队发现,干细胞分泌的一种关键性物质,为自己建立了舒适的家园。这项研究于五月八日发表在Stem Cell Reports杂志的网站上。
机体内的干细胞生存在特殊的局部微环境中,这种微环境被称为niche。Niche主要由细胞和细胞间的细胞外基质(ECM)组成,它对干细胞储备至关重要。不过迄今为止人们还不清楚细胞外基质对于niche的功能有何具体作用。
为此,动物研究所“千人计划”特聘教授林鑫华带领研究团队,在果蝇体内对干细胞微环境进行了深入研究。
Perlecan (基底膜蛋白聚糖Pcan)是一种高度保守的细胞外基质成分。研究人员发现,Pcan控制着果蝇肠道干细胞的活性,以及这些干细胞在细胞外基质上的附着。他们在不影响周围的其它细胞的情况下,令肠道干细胞缺乏Pcan,结果这些肠道干细胞从细胞外基质上解离,并且丧失了自己的干细胞特性,无法进行增殖。
进一步研究还显示,Pcan的这种功能只依赖于整合素的信号传导活性,与表皮生长因子受体(EGFR)或JAK/STAT信号活性无关。
研究人员指出,肠道干细胞通过分泌Pcan,为自己建立了舒适的生活环境。这种物质给干细胞附近的细胞外基质赋予了niche的特性,使这些细胞外基质更加符合干细胞维持的需要。
作者简介:
林鑫华教授,1984年毕业于杭州大学生物系,获学士学位;1987年毕业于中国科学院上海细胞生物学研究所,并获得硕士学位;1995年毕业于美国华盛顿大学,获得分子遗传学博士学位。
1995-2000年在哈佛大学医学院进行博士后研究;2000-2008年受聘于美国辛辛那提儿童医院发育生物学系,历任助理教授、副教授、教授;于2008年入选首批国家“千人计划”高层次海外引进人才,2009年全职受聘于中国科学院动物研究所,任研究员、博士生导师,并组建中科院干细胞重点实验室(筹)和细胞信号转导与发育机理研究组。目前担任中国科学院干细胞重点实验室(筹)主任、中国动物学会理事、中国细胞生物学会北京分会副理事长;任国际期刊 Developmental Dynamics、Fly、The Open Cell Signaling Journal 编委,担任《细胞生物学学报》副主编。研究领域主要着重于发育过程中形态发生素浓度梯度的形成机制,细胞间信号转导及干细胞研究。
过去十年中,林鑫华在细胞信号转导领域的研究成绩斐然,研究工作发表在国际一流的专业杂志上共计30余篇。许多成果被Nature综述类杂志重点介绍;其对Wnt/Wg信号通路的贡献获得发育生物学家们一致肯定;蛋白糖在形态发生素浓度梯度形成中的作用,被公认为是这一领域的重大发现。
曾获美国癌症协会学者奖(2007-2011);国家自然科学基金委海外杰出青年科学家奖(2007;B类);Basil O’Connor学者奖(2002-2004);日本第十五届复合糖国际研讨会青年科学家奖(1999)。