发育中的干细胞生物学

干细胞的定义是什么，多能性如何从全能级到单能级分级，以及微环境如何控制干细胞行为。

Definition

发育中的干细胞生物学是研究以自我更新和分化能力为特征的细胞，包括其多能性如何确定，其数量和命运如何受微环境调节，以及它们如何促进组织的形成和维护。

Scope

本主题涵盖干细胞的定义特性——自我更新和多能性——从全能细胞和多能细胞到多能和单能组织干细胞的层级，干细胞微环境的概念，以及干细胞在发育和整个生命过程中构建和维持组织的作用。

Core questions

• 干细胞与其他分裂细胞有何区别？
• 多能性如何从全能级到单能级分级？
• 微环境如何控制干细胞是更新还是分化？
• 干细胞如何在生命周期中构建和维持组织？

Key concepts

• 自我更新
• 多能性：全能、多能、多能、单能
• 胚胎干细胞与成体（组织）干细胞
• 干细胞微环境
• 不对称分裂和对称分裂

Key theories

多能性层级和自我更新

干细胞根据它们能形成的细胞类型数量进行组织——从全能和多能的胚胎细胞到更受限制的组织干细胞——所有这些都通过平衡分裂共享自我更新的能力。

Mechanisms

干细胞分裂产生自身的两个拷贝和继续分化的细胞，通过不对称分裂或通过对称分裂的群体水平平衡来实现。多能性反映了发育位置：受精卵是全能的，早期胚胎细胞是多能的，可以形成任何身体细胞类型，而组织干细胞是多能或单能的，维持特定器官。周围的微环境（微龛）提供信号，使干细胞保持自我更新状态，并在需要更特化的细胞时指导分化。在发育过程中，这些特性构建组织；在成年期，它们替代因周转和损伤而损失的细胞。

Clinical relevance

组织干细胞维持器官，是骨髓和其他细胞疗法的核心，而多能细胞系为研究提供材料；干细胞调节的失败会导致组织退化和癌症。本条目为教育性质，不作为临床指导。

History

干细胞概念是通过对造血细胞的实验建立的，这些实验证明了自我更新和多谱系潜力；后来人类胚胎干细胞系的建立使得多能人类细胞可用于研究。

Key figures

• James Thomson
• Ernest McCulloch
• James Till

Seminal works

• thomson1998
• gilbert2016

Frequently asked questions

胚胎干细胞和成体干细胞有什么区别？

来自早期胚胎的胚胎干细胞是多能的，可以形成任何身体细胞类型；成体或组织干细胞更受限制，维持特定器官。

什么是干细胞微环境？

它是干细胞周围的局部微环境，提供控制细胞自我更新或分化的信号。