干细胞的分化路径

3.干细胞的分化路径

由于用途十分广泛，干细胞被赋予了“全能”的荣誉。那么，干细胞究竟能够分化成什么，怎样进行分化，走哪条路到达分化终点，这些过程又是由哪些因素决定的呢？

神经元细胞

红细胞

上皮细胞

干细胞能分化成不同的组织细胞

传统观点认为细胞在进行分化时，路径和目的地是统一的，是由细胞信号通路决定的。然而来自《自然》杂志的一项新的研究报告表明，干细胞分化路径是通过基因的选择性行为形成的一系列分化网络路径，但分化终点却是相对固定的。研究人员用了一个形象的比喻：就如同山上的一块石头能够通过无限可能的路径下山，但是最终只能到达同一个山谷。

科学家通过详细研究，造血干细胞是分化成白细胞前体还是红细胞前体的各种相关因素，从而得出了结论：细胞的特性决定了其分化目的。

造血干细胞

首先他们通过检验典型的血液干细胞群，发现了一种普遍存在于干细胞中的细胞标记Sca-1蛋白，该蛋白在每个细胞中的浓度都不尽相同，甚至有1000倍之多的差距。有人认为Sca-1蛋白含量低的细胞就会进行自动分化。然而当研究人员根据蛋白含量将细胞分为高、中、低三个种类并进行培养研究时发现，不同类型的细胞派生的细胞群落通过9天或9天以上的培养，蛋白含量将趋于相同。

这些细胞的分化方向也相同吗？然而，人们进一步的研究证明它们在分化过程中是明显不同的。研究表明，在红细胞生成素的刺激下，Sca-1蛋白含量低的血液干细胞分化成红细胞前体的机会比Sca-1蛋白含量高的干细胞高7倍。相反，干细胞在粒细胞——巨噬细胞刺激因子（一种白细胞生成刺激因子）的作用下，那些Sca-1蛋白含量高的干细胞更容易变成白细胞。

血红细胞

知识小百科

什么是干细胞的可塑性？

一直以来，研究者始终认为细胞发育是沿着一条路径走下去的，没有可逆性。但近几年的研究显示，在适当的条件下，细胞是可以重新获得分化能力并向另一方向发展下去的。

许多实验室报道了来自不同组织的细胞，如骨髓、肌肉、脑等都可以在合适的环境下发展成完全不同的组织，而这种具有跨系分化的能力称之为干细胞的可塑性。