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坚固的细胞连接对于维持干细胞功能至关重要

皮肤是人体最大的器官,其最外部称为表皮,每三周补充一次。促进表皮干细胞更新的细胞是在毛囊(或根部)称为“凸出部分”的区域内的特定区域或壁ches中发现的。凸起的隔室常驻干细胞是多能的,这意味着它们在受伤时可以促进皮肤的修复,并且在正常发育过程中还可以使毛囊再生。尽管有几个小组将注意力集中在干细胞本身上,但对影响这些干细胞状态的利基或外在因素知之甚少。

在最近发表在《发育细胞》杂志上的论文中,Srikala Raghavan博士及其在炎症和组织稳态中心(CITH)的研究小组中,DBT-inStem确定了干细胞之间牢固的细胞粘附的作用保持其静态特性。他们着眼于一种叫做vinculin的蛋白质,一种在皮肤中表达的“机械换能器”。机械换能器是通过与细胞的细胞骨架接合而在细胞内产生力来发出信号的蛋白质。在细胞之间的接合处(也称为“粘附连接”)以及细胞与基质之间的接合处(称为“粘着斑”)发现长春花蛋白。当研究小组从表皮区室(称为条件基因敲除,cKO)中删除了长春花素基因时,他们惊讶地发现,除了表现出稀疏的毛发外,这些动物是完全正常的。

Raghavan实验室的研究生Ritusree Biswas将她的分析重点放在探索毛囊干细胞的行为上。她的研究表明,纽蛋白cKO中的干细胞无法维持静止。由于干细胞不断分裂,她能够证明这些细胞不再像传统干细胞那样起作用,这反过来又导致了稀疏的头发表型。该出版物的另一位作者Avinanda Banerjee专注于支撑这些干细胞中静止性丧失的机制。她与新加坡机械生物学研究所(MBI)的严洁教授及其博士后赵志海合作,研究了缺乏新蛋白的细胞产生的机械转导或作用力。当阿维南达(Avinanda)测量纽扣蛋白KO(敲除)细胞在细胞交界处产生的力时,她发现这些细胞产生的力仅是表达纽蛋白的正常细胞的一半。该数据表明,新蛋白的损失使连接变弱。这是非常令人惊讶的,因为他们已经显示出通常存在于连接处的所有蛋白质都以较高的水平存在。

然后,研究团队专注于了解弱连接与干细胞静止性丧失之间的关系。他们进行了新蛋白KO细胞的整体基因表达谱分析,以鉴定可能由于新蛋白损失而改变的途径。YAP1途径是发生重大变化的途径之一。YAP1是一种转录因子,可控制调节细胞周期的基因的表达。YAP1在KO中表达的增加为细胞增殖增加和静止性丧失提供了解释。那么为什么YAP1表达失调呢?事实证明,由于YAP1是这样一种有效的细胞增殖调节剂,因此通常将其隔离在静态干细胞中发现的牢固的细胞-细胞连接处,也称为“接触抑制状态”。然而,

Raghavan实验室的最新研究成果不仅涉及皮肤干细胞。当癌细胞转移出其特定位置时,细胞连接蛋白的表达会减少,而YAP1的表达会随之增加。在正在进行的工作中,Srikala的实验室正在研究纽蛋白的损失如何影响细胞核接收到的信号。

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