近日,，國(guó)際知名評(píng)論文章Nature Reviews Molecular Cell Biology 在線刊登的一篇文章中揭示了干細(xì)胞的小生境。干細(xì)胞存在于一個(gè)專門(mén)的小環(huán)境中,，被稱為小生境,，它能夠產(chǎn)生調(diào)節(jié)干細(xì)胞特性和維持的信號(hào)。對(duì)于干細(xì)胞的維持而言,，在物理上貼緊小生境同樣很重要,，如今Niola等人發(fā)現(xiàn)了ID（DNA結(jié)合的抑制因子）蛋白質(zhì)如何使神經(jīng)干細(xì)胞同步發(fā)生對(duì)其小生境的干性和錨定。
突變小鼠——神經(jīng)干細(xì)胞中的Id基因被特別敲除——會(huì)在出生后的24小時(shí)內(nèi)死亡,，并且它們的腦細(xì)胞增殖能力表現(xiàn)出了明顯的減少,。重要的是，與對(duì)照細(xì)胞相比,，神經(jīng)干細(xì)胞以更高的頻率退出了細(xì)胞周期,，同時(shí)干細(xì)胞隔室也被減小了。培養(yǎng)的突變神經(jīng)干細(xì)胞始終具有一種嚴(yán)重受損的增殖及自我更新能力,，并且過(guò)早地分化,。
ID蛋白異質(zhì)二聚物與基本螺旋-環(huán)-螺旋（bHLH）轉(zhuǎn)錄因子一道抑制了它們的DNA結(jié)合，同時(shí)Niola等人發(fā)現(xiàn),，編碼RAP1 GTPase活化蛋白（RAP1GAP）的基因成為了ID蛋白的一個(gè)直接目標(biāo),。在ID蛋白存在的情況下，Rap1gap啟動(dòng)子被關(guān)閉,，然而在缺乏ID蛋白的突變神經(jīng)干細(xì)胞中,，bHLH因子（可與ID蛋白相互作用）能夠與Rap1gap啟動(dòng)子相結(jié)合，并將其激活,。
當(dāng)神經(jīng)干細(xì)胞在一個(gè)能夠促進(jìn)其分化的介質(zhì)中被培養(yǎng)后,，損失的干細(xì)胞標(biāo)記物與ID蛋白的下調(diào)、RAP1GAP的上調(diào),，以及RAP1活性的抑制相一致,。此外，敲掉Id的小鼠的大腦表現(xiàn)出了腦室區(qū)域的RAP1GAP的異常表達(dá),，表明ID蛋白在活的有機(jī)體中抑制了RAP1GAP表達(dá),，從而維持活化的RAP1。
RAP1是一種GTPase,，已知能夠調(diào)節(jié)整合素信號(hào)以及調(diào)節(jié)細(xì)胞粘附,。培養(yǎng)的突變干細(xì)胞始終缺乏ID蛋白，并因此具有RAP1活性，表現(xiàn)出了黏著斑的減少,，同時(shí)不能粘附在包含有層粘連蛋白或纖連蛋白的細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）上,。此外，Rap1gap的RNA-調(diào)節(jié)靜默修復(fù)了針對(duì)ECM的神經(jīng)干細(xì)胞粘合度,，表明ID–RAP1GAP–RAP1路徑是干細(xì)胞粘附到ECM上所必須的,。
那么隨著大腦中的ID下調(diào)，RAP1GAP積聚的功能意義是什么呢,？神經(jīng)干細(xì)胞在下腦室區(qū)建立了依賴與整合素接觸的內(nèi)皮細(xì)胞,，從而構(gòu)成了它們的維持小生境。ID蛋白在胚胎和出生后大腦的神經(jīng)干細(xì)胞隔室中的失活減少了它們?cè)谏窠?jīng)小生境中的粘附和駐留時(shí)間,。因此,，ID–RAP1GAP–RAP1路徑是神經(jīng)干細(xì)胞錨定它們的小生境，以及維持干細(xì)胞隔室所必須的,。
更進(jìn)一步的研究將闡明ID–RAP1GAP–RAP1路徑的功能是否在其他干細(xì)胞中使自我更新與粘附小生境同步,。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1038/nrm3342
PMC:
PMID:
Stem cells: Holding tight onto the niche
Kim Baumann
Stem cells reside in a specialized microenvironment, called the niche, which produces signals that regulate stem cell identity and maintenance. The physical anchorage to the niche is also important for stem cell maintenance, and Niola et al.
