cell 反思分化 干细胞、再生、可塑性.doc

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1、cell反思分化干细胞、再生、可塑性反思分化：干细胞，再生，可璃性细胞分化是一切多细胞生物发育，生长，繁殖以及长寿的一个关键过程，它的调控是过去四十年里各种研究的关注对彖。关于自然干细胞及诱导性干细胞的研究，引领了一个重新检验“什么是干细胞或U分化细胞”的时代。在植物和动物屮，过去及近期的发现，同新出现的实验方法一样，正在侵蚀许多很牢固的观念，并正在形成对实验系统的重新评估，其思维模式(paradigms)现在被用于探索这些以及其它生物学过程。“载着特修斯和雅典的年轻人们返冋的船有三十个浆，雅典人将它保存下来肓至Dem

2、etriusPhalereus时代，每当旧的木板腐烂了他们就移走它，在它们的位置换上新的，更好的木板，从这个意义上來说，这条船成为了哲学家们之间的一个长期的哲学范例，从它身上产生了一个逻辑问题：一方认为这条船还是原來的船，另一方争辩说它不再是原來的船了”——Plutarch,75C.EIntroduction到口前为I匕细胞分化状态的稳定性对已研究过的所有多细胞生物生长，生存以及不死是至关重要的。举例來说，新的细胞从高度受控的，胚胎后期组织屮产生出来，参与生长，修复，繁殖，以及防御，这在植物王国和动物王国屮都是至关重要

3、的属性。这样的能力是如何产生新细胞的呢？这个问题的解析很人程度上取决于每个物种的进化史。在令丝分裂后生物屮，比如秀丽隐杆线虫屮，这意味着成年动物得与-堆固定数量的U分化细胞共度其成年期生活，而成年动物是从这些已分化细胞小诞生的。其它生物比如黑腹果蝇会经丿力相似的命运，不过它们体内的组织，比如屮肠，在整个成熟期内，是被内源性细胞增殖所更新过的(OhlsteinandSprading,2007)。这样一种有丝分裂后,组织持续不断更新的混合图景，很容易用我们生物学屮匕知的知识阐述。像我们人脑的额叶这样的组织，在我们的成年生活

4、中，就不太可能以我们能察觉到的速率更替了(Spradingetal.,2005),而我们肠道的内衬面——其表面区域与一个网球场等同(Heath,2010)——几乎每3~5天更新一次(PintoandClevers,2005;Pintoetal.,2003)。因此，对人多数C知的多细胞生物，它们相对的稳定性的外在表现背后是有一种连续的内在转变作支撐的，依靠这种转变，细胞丧失了其正常的生理更替(wearandtear),被分裂细胞的后代所取代(PellettieriandSanchezAlvarado,2007)o换句话说

5、,生物系统拥有着山细胞死亡和再生之间的平衡所驱动的一套关键机制，保持着已发育组织的形式和功能。因此，正如特修斯之船小的悖论一样(Plutarch,1859),通过持续不断的改变，人部分活着的生物维持着原來的样子。自从细胞在1665年被Hooke首次观察到,并且19世纪早期Treviranus(Treviranus,1811),Moldenhawer(Moldenhawer,1812)以及Dutrochet(Dutrochet.,1824)发现细胞是分散的单位，是组成植物和动物的基础成分以來，细胞的命运，功能，以及行为，

6、对生物学家和非专业人士都同样有吸引力。生物学屮的许多研究考虑的都是在胚胎发育期间细胞类型是怎样变得复杂的，它们的功能和身份在其一生屮是如何维持的。实际上，很容易证明，数个世纪以來，人暈生物学上的工作的焦点在理解细胞的分化潜能，从llartsoeker的对侏儒的研究(Ikirtsoeker,1694)到今天对丁细胞的研究(Dejosezetal.,2013;Sugaetal.,2011)以及对再生的研究(KingandNewmark,2012;SanchezAlvaradoandTsonis,2006)。从生物学家们为理

7、解生命而做的这些长期的集体努力屮，产生了那些关键性的有影响的观念：举例來说有潜能，谱系，分化能力(competence),命运，以及分化(Figure.1)。这些观念为我们服务的同时，很明显其中很多观念正在被侵蚀，而另一些史像是纯粹的建议，而不是去服从的教条。谨慎却连续不断的努力引领着对已有知识的这种挑战，将现代生物学的探究点引入新的实验系统和思维模式小，通过对强佇力的方法论领域的人规模拥抱，我们研究的尺寸提升到了一个前所未有的细节精度和复杂度水T±o就根木而言，我们现在对细胞潜能的探询，不管是活体的还是离体的，都在引

8、导解释系统的再次革新，这一•解释系统构成了我们对发育过程的理解框架。这里，我们讨论一下现在还是替补的那些模型系统以及诸如诱导性多能干细胞(iPSCs)这样的新技术是如何迫使我们向长久以來确定的那些观念发起质疑(Figure.1),并使我们认为这样的努力可能最终会帮助堆砌出-•个生物人发现的时代，这个吋代不受那些我们熟悉的旧知识的锈