中科:干细胞和前体细胞的区别是什么?

2021-04-03 01:02:23 198

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经常遇到的问题是,如何与前体细胞(progenitor cell)或者短暂扩增细胞(transiently amplifying cell)进行区别?

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前体细胞是指正在增殖并向终末分化发展中的细胞,基本上不进行自我更新:相对应地.短暂扩增细胞就是指短暂地进行自我更新,生成和母细胞一样具有相同分化能力的细胞,终全部进行终末分化的细胞。这几种细胞究竟如何来区分,就可以利用上述的CreER和LSL-GFP系统加以思考:在干细胞特异性的表达基因X表达CreER的时候,加入Tamox-ifen一段时间后进行观察,可以看到干细胞、短暂扩增细胞/前体细胞、终末分化细胞中均为GFP阳性细胞〔图1.4(1)的cl的状态〕。如果在前体细胞特异性的表达基因Y表达CreER的时候,加入Tamoxifen一段时间后进行观察,干细胞和前体细胞中均不存在GFP阳性细胞,GFP阳性细胞就只存在于终末分化细胞中〔图1.4(1)的ell的状态〕:如果在短暂扩增细胞特异性的表达基因Z表达CreER的时候,加入Tamoxifen一段时间后进行观察,短时间之后GFP阳性细胞存在于短暂扩增细胞和终末分化细胞中,但长时间之后就只存在于终末分化细胞之中。


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图1.4通过小肠上皮细胞的基因标记来观察干细胞分化的结果

(1)小肠绒毛上皮是由其基底部的干细胞分化而来的.在导入(2)的基因标记系统的小鼠中,由这种干细胞特异表达的Lgr5基因启动因子来表达激素诱导型Cre基因(CreER)(a):向这只小鼠注射Tamoxifen,这时干细胞就开始持续性地表达GFP基因(1>).在注射Tamoxifen一段时间后,观察这只小鼠,就出现了表达GFP基因的上皮细胞(cl),该基因来自于干细胞:如果被标记的细胞不进行自我更新而全部进行分化的话,就没有Lgr5阳性的GFP表达细胞。

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(2)利用Cre-loxP的基因标记系统GFP受在全身表达的启动因子(Rosa26 promoter)控制.两者之冋存在一个表达停止信号的基因,来阻止GFP的表达:但是在重组酶CreER和Tamoxifen的催化作用下,IcxP序列间的基因进行重组,剔除停止信号.GFP开始表达为了能像这样严格地进行区分,就要进行极其周密的实验设计。

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即使经过长时间的实验也可能得不到预期的结论:在果蝇的精巢中,生殖干细胞和构成微环境的帽细胞相接触"(图1.3)虽然Bani基因在生殖干细胞中的表达是被抑制的,但生殖干细胞经过细胞分裂与帽细胞分开形成精原细胞后,就诱导了Bam基因的表达:精原细胞维持着Bam基因表达的同时,进行3次均等分裂,这可以看作是典型的短暂扩增细胞:不过,将这种精原细胞的Bani基因表达作为指标,用上述的方法和原理经过同样的手段进行标记的时候,虽然生殖干细胞基本上是向精子和终末细胞进行分化的=但在某种特殊情况下,也可以再次与帽细胞接触变回生殖干细胞:这样的话,就不能用细胞的自律能力来区分干细胞和短暂扩增细胞,而只能用微环境的干细胞系统加以区分。