10月28日下午,洛克菲勒大学哺乳动物生物与发展实验室教授ElaineFuchs应邀到上海生科院生化与细胞所做学术报告,题目是“皮肤干细胞的生物学和临床前景”。生化与细胞所所长林安宁向其授予王应睐讲座证书。

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5月24日—27日,由我校生命科学学院细胞生物学与肿瘤细胞工程育部重点实验室主办,美国洛克菲勒大学哺乳动物细胞生物学和发育学实验室及加州大学生物化学系共同协办的“Wnt信号、器官发育和干细胞国际学术大会”在我校举行。来自全球十多个国家和地区的200多名专家学者齐聚厦大,共同探讨Wnt信号、器官发育和干细胞等相关研究领域的发展。会议期间将举行21场特邀报告以及1场壁报展示。
我校校长朱崇实出席会议并讲话。他对远道而来参加此次学术大会的嘉宾表示热烈的欢迎,并指出我校生命科学学院一直很重视这方面的研究,此次国际性的学术会议对于提高我校的学术水平有重要的意义。
据生命科学学院细胞生物学与肿瘤细胞工程育部重点实验室副主任、生命科学院教授吴乔介绍,Wnt信号通路,是一个能调控多种细胞功能,特别是细胞的增值和分化的主要的细胞内信号传导通路。器官发育是由单个细胞通过增殖和分化逐渐发展成由多个细胞组成的器官的过程。干细胞是一类能够自我更新及分化成成熟组织器官的细胞。此次会议研究的议题主要从四个方面展开,主要有:Wnt信号在组织干细胞增殖、分化及肿瘤发生中的作用;微环境与干细胞增殖、分化以及自我更新的关系;经典和非经典wnt信号通路以及Wnt信号从细胞膜到细胞核的传递过程。干细胞研究是当前生命科学研究的前沿和热点。此次大会聚焦在Wnt信号在皮肤干细胞、造血干细胞、乳腺干细胞发生和发展中的作用,以及在相应组织器官发育形成中的作用。会议研究领域将在组织器官修复、肿瘤治疗等多个医疗领域具有广阔的应用前景。
此次会议是国际Wnt细胞研究领域的一次盛会,云集了包括美国科学院院士Elaine
Fuchs、Judith Kimble和Michael Rosenfeld教授,德国国家科学院院士Walter
Birchmeier教授等世界顶级学者以及数十位在相关研究方面取得突出成就的国际知名学者。此次会议为与会专家提供了一个交流思想、分享经验,共同探讨最新研究进展的良好平台,必将推动该研究领域的发展。

当大多数细胞发生分裂时,它们仅是产生更多的自己。但是负责修复受损组织的干细胞面临着一种选择:它们能够产生更多的新的干细胞,或者分化为皮肤细胞、肝细胞或身体内几乎任何一种特定细胞类型。

Fuchs教授1988年成为霍华德·休斯医学研究所研究员,1996年当选为美国科学院院士,其实验室已发表研究论文260余篇。Fuchs的工作主要集中于干细胞生物学,研究从单个类型的皮肤干细胞培育皮肤、头发,以及如何修复创伤。在反向遗传学技术方面的成就使其备受赞誉,简化了所有科学家在干细胞和遗传学方面的研究。

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在一项新的研究中,来自美国洛克菲勒大学的研究人员发现这种关键性的决定取决于作为微小器官样结构的细胞器是否在分裂中的干细胞内正确地分配。相关研究结果发表在
2017 年 2 月 3 日那期 Science 期刊上,论文标题为 “Coupling organelle
inheritance with mitosis to balance growth and differentiation”。

论文通信作者、洛克菲勒大学罗宾 – 肯莫斯 –
诺伊斯坦哺乳动物细胞生物学与发育实验室(Robin Chemers Neustein
Laboratory of Mammalian Cell Biology and Development)主任 Elaine Fuchs
教授说,“为了让身体的组织正确地发育和自我维持,干细胞的自我更新和分化必需保持精确平衡。我们的实验提示着细胞器的定位和分配在控制这种微妙平衡中发挥着一种意想不到的作用。”

不对称分裂

作为皮肤的外部,表皮给身体提供一种保护性屏障,而干细胞位于它的内部深处。在发育期间,干细胞发生不对称分裂,产生两个子细胞:一个子细胞保持自我更新的能力,仍然停留在内部,而另一个子细胞发生分化,向往迁移,变成表皮外层的一部分。

通过研究发育中的小鼠皮肤,论文第一作者 Amma Asare
设计出一种方法来鉴定协助指导保持干性的子细胞和发生分化的子细胞处于平衡的基因。一种特定的蛋白
Pex11b
引起了她的关注。它与过氧物酶体膜结合。过氧物酶体是一种协助食物释放能量的细胞器。

Asare
证实这种蛋白的作用机制似乎是确保过氧物酶体位于合适的位置,因此它们能够在两个子细胞之间分配。在缺乏
Pex11b
的干细胞中,过氧物酶体不能均匀地分配,在一些情形下,一个子细胞获得全部的过氧物酶体,而另一个子细胞则没有获得任何过氧物酶体。对于那些过氧物酶体分布受到破坏的干细胞而言,细胞分裂需要花费更长时间,而且作为分离子细胞遗传物质的结构,纺锤体并不能够正确地对齐。

Asare 发现剔除干细胞中的 Pex11b
的最终结果是更少的子细胞能够分化为成熟的皮肤细胞。

延迟改变命运

这些研究人员随后利用一种复杂的实验室技术移动干细胞中的过氧物酶体,获得的效果也是一样的。Asare
说,“如果在细胞分裂期间,过氧物酶体位于错误的位置,那么不论它们如何到达那里,这都会延迟这个分裂过程。”

这种影响对小鼠而言是非常显着的:如果过氧物酶体定位在干细胞中受到破坏,那么小鼠胚胎不再能够产生正常的皮肤。

Fuchs
说,“尽管已有一些证据提示着细胞器分布能够影响细胞分裂的结果,但是我们首次证实这种现象是正确的干细胞行为和组织形成不可或缺的。”

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