干细胞Homing及干细胞Niche——关于干细胞归巢综述干细胞Homing归巢•干细胞植入“微环境”并进一步自我更新和增生分化的过程称为干细胞的“归巢”。•“归巢”用于形容细胞(特别是白细胞)趋向性迁移并定植到特定靶向组织的过程。定植/居干细胞归巢机制两种推测•其一:组织损伤后→信号释放→干细胞龛动员干细胞→迁移至外周血→在损伤组织表达特异性受体或配体引导下→干细胞移动并黏附于损伤处。•其二:干细胞动态循环于各组织间,仅在损伤发生时才离开血循环渗入损伤处。•上述两种观点都认为循环的干细胞来源于干细胞龛。归巢过程•动员•粘附•趋化迁移•跨内皮游出•入侵•繁殖外源性干细胞归巢两种假说•其一,给药后外源性干细胞直接进入损伤组织及其他健康组织。•其二,给药后外源性干细胞干细胞需跨越血管内皮细胞和细胞外基质进入干细胞龛,而后再游出。外源性干细胞归巢两种假说•其一,给药后外源性干细胞直接进入损伤组织及其他健康组织。•其二,给药后外源性干细胞干细胞需跨越血管内皮细胞和细胞外基质进入干细胞龛,而后再游出。StemcellNiche•池→龛→微环境→小生境•干细胞在体内的自我复制以及产生起始分化的子细胞的能力在维持组织平衡状态和持续提供新细胞以替代生存时间短但高度分化的细胞类型(如血液、皮肤和精子)等方面非常关键。•干细胞的数量、分裂、自我复制和分化可能受到细胞内在因素和周围微环境的外在信号的共同调节。这些周围微环境被称为干细胞特殊小生态环境,即干细胞的niche。•niche的概念最早是在1978年由Schofield针对造血干细胞的特殊微环境而提出的,随后在消化道、神经系统和性腺等组织也发现类似的niche结构。•干细胞通过与niche内其它细胞和细胞因子等的相互作用,进行自我更新和定向分化,从而保护干细胞不受各种信号的干扰,同时又防止干细胞的过度增殖导致恶癌变。StemCellNiche具有支持细胞(supportcell),基膜(basementmembrane).,联接分子等基本要素Niche的特点•具有精确的空间结构,并提供足够的增殖和抗凋亡信号,帮助排除促分化因子,以维持干细胞全能性和自我复制的能力。•与干细胞密切接触的其他细胞或基膜是Niche中控制干细胞行为信号的重要来源。•Niche在维持组织功能方法具有很重要的作用,破坏Niche可能会导致组织退化、衰老以及形成肿瘤。Niche与干细胞的关系•当Niche中的干细胞不存在时,Niche的结构仍然可以保持,并为补充进来的细胞提供维持干细胞能力方面的支持。•在一定的条件下,外来细胞可以通过占据空的或功能异常的niche,移走内源干细胞等方式直接进入组织,行使干细胞功能。龛对干细胞的调控•Wnt信号途径•Shh信号途径•Notch信号途径•BMP信号途径羊膜与干细胞龛•夏照帆:Anepidermalstemcellsnichemicroenvironmentcreatedbyengineeredhumanamnioticmembrane•Proteomicanalysisofepithelium-denudedhumanamnioticmembraneasalimbalstemcellniche.•Exvivoexpansionoflimbalepithelialstemcells:amnioticmembraneservingasastemcellniche.外源性干细胞归巢两种假说•其一,给药后外源性干细胞直接进入损伤组织及其他健康组织。•其二,给药后外源性干细胞干细胞需跨越血管内皮细胞和细胞外基质进入干细胞龛,而后再游出。•目前外(异)源性干细胞移植治疗疾病还处于基础研究阶段。•临床较成熟的两种干细胞移植为造血干细胞和骨髓干细胞。•羊膜干细胞移植也仍处于基础研究阶段,对于其homing机制、疗效的研究有待进一步追踪。•主要参考书籍(文献略)