Biologie des cellules souches dans le développement

Ce qui définit une cellule souche, comment la puissance est graduée de totipotente à unipotente, et comment la niche contrôle le comportement des cellules souches.

Definition

La biologie des cellules souches dans le développement est l'étude des cellules définies par l'auto-renouvellement et la capacité de se différencier, incluant la manière dont leur puissance est établie, comment leur nombre et leur destin sont régulés par la niche, et comment elles contribuent à la formation et à l'entretien des tissus.

Scope

Ce sujet couvre les propriétés définissant les cellules souches — l'auto-renouvellement et la puissance — la hiérarchie des cellules totipotentes et pluripotentes aux cellules souches tissulaires multipotentes et unipotentes, le concept de la niche des cellules souches, et le rôle des cellules souches dans la construction et le maintien des tissus pendant le développement et tout au long de la vie.

Core questions

• Qu'est-ce qui distingue une cellule souche des autres cellules en division ?
• Comment la puissance est-elle graduée de totipotente à unipotente ?
• Comment la niche contrôle-t-elle si une cellule souche se renouvelle ou se différencie ?
• Comment les cellules souches construisent-elles et maintiennent-elles les tissus tout au long de la vie ?

Key concepts

• Auto-renouvellement
• Puissance : totipotente, pluripotente, multipotente, unipotente
• Cellules souches embryonnaires versus adultes (tissulaires)
• La niche des cellules souches
• Division asymétrique et symétrique

Key theories

Hiérarchie de la puissance et auto-renouvellement

Les cellules souches sont organisées selon le nombre de types cellulaires qu'elles peuvent former — des cellules embryonnaires totipotentes et pluripotentes aux cellules souches tissulaires plus restreintes — tout en partageant toutes la capacité de se renouveler par une division équilibrée.

Mechanisms

Une cellule souche se divise pour produire à la fois des copies d'elle-même et des cellules qui se différencient, réalisant cela par des divisions asymétriques ou par un équilibrage au niveau de la population des divisions symétriques. La puissance reflète la position développementale : le zygote est totipotent, les cellules de l'embryon précoce sont pluripotentes et peuvent former n'importe quel type de cellule corporelle, et les cellules souches tissulaires sont multipotentes ou unipotentes, maintenant des organes spécifiques. Un microenvironnement environnant, la niche, fournit des signaux qui maintiennent les cellules souches dans un état d'auto-renouvellement et induisent la différenciation lorsque des cellules plus spécialisées sont nécessaires. Pendant le développement, ces propriétés construisent les tissus ; chez l'adulte, elles remplacent les cellules perdues en raison du renouvellement et des lésions.

Clinical relevance

Les cellules souches tissulaires maintiennent les organes et sont centrales pour les thérapies cellulaires, notamment celles de la moelle osseuse ; les lignées cellulaires pluripotentes fournissent du matériel pour la recherche ; une défaillance de la régulation des cellules souches contribue à la dégénérescence tissulaire et au cancer. Cette entrée est éducative et non une directive clinique.

History

Le concept de cellule souche a été établi par des expériences sur des cellules hématopoïétiques qui ont démontré l'auto-renouvellement et le potentiel multilignée ; la dérivation ultérieure de lignées de cellules souches embryonnaires humaines a rendu les cellules humaines pluripotentes disponibles pour l'étude.

Key figures

• James Thomson
• Ernest McCulloch
• James Till

Seminal works

• thomson1998
• gilbert2016

Frequently asked questions

Quelle est la différence entre les cellules souches embryonnaires et adultes ?

Les cellules souches embryonnaires, issues de l'embryon précoce, sont pluripotentes et peuvent former n'importe quel type de cellule corporelle ; les cellules souches adultes ou tissulaires sont plus restreintes et maintiennent des organes spécifiques.

Qu'est-ce qu'une niche de cellules souches ?

C'est le microenvironnement local autour d'une cellule souche qui fournit des signaux contrôlant si la cellule se renouvelle ou se différencie.