[科普中國]-自我更新

自(zì)我(wǒ)更(gēng)新(xīn)（Self-renewal） 指干細(xì)胞通過對稱或者不對稱分裂產(chǎn)生至少一個(gè)保留干細(xì)胞特性子細(xì)胞的過程，自我更新能夠維持干細(xì)胞具有多分化的潛能，對于組織特異性干細(xì)胞而言，自我更新是維持其終生具有分化潛能的基礎(chǔ)。

調(diào)控機(jī)制自我更新受到細(xì)胞內(nèi)外多種信號通路、轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)，胚胎干細(xì)胞與成體干細(xì)胞自我更新調(diào)節(jié)機(jī)制不同。在胚胎干細(xì)胞中，Oct4、Sox2和Nanog這三種轉(zhuǎn)錄因子在干細(xì)胞自我更新過程中起重要作用，這些轉(zhuǎn)錄因子所調(diào)控的基因能夠在維持干細(xì)胞干性的同時(shí)抑制促進(jìn)分化基因的表達(dá)。胚胎干細(xì)胞的細(xì)胞周期具有獨(dú)特的調(diào)節(jié)方式，使其具有快速自我更新的能力。胚胎干細(xì)胞的G1期非常的短暫，這是由于胚胎干細(xì)胞沒有或者較少含有低磷酸化的RB，導(dǎo)致胚胎干細(xì)胞對細(xì)胞周期激酶的調(diào)控不敏感，同時(shí)，在DNA發(fā)生損傷后，胚胎干細(xì)胞也不發(fā)生細(xì)胞周期的停滯。當(dāng)胚胎干細(xì)胞分化之后，G1期的長度會相應(yīng)的變長，細(xì)胞分裂速度也會減慢。組織特異性干細(xì)胞的自我更新是以有絲分裂原（Mitogen）依賴的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)的，其主要通過控制p16-Rb和p19-p53兩條信號通路進(jìn)行調(diào)控。

組織特異性干細(xì)胞自我更新的維持還需要抑制干細(xì)胞分化，這是通過非對稱分裂或者激活分化抑制基因?qū)崿F(xiàn)的。組織特異性干細(xì)胞還要維持基因組的穩(wěn)定性，在自我更新的過程中還需要維持較低的ROS的水平，保持端粒的長度以及對損傷的DNA進(jìn)行修復(fù)。組織特異性干細(xì)胞的自我更新同樣受到胞外環(huán)境（niche）的影響，胞外環(huán)境不僅給干細(xì)胞提供空間上的錨定位點(diǎn)，還通過分泌各種因子調(diào)節(jié)干細(xì)胞的凋亡，自我更新，分化和遷移。由于生命不同階段體內(nèi)微環(huán)境會發(fā)生改變，組織性特異干細(xì)胞的自我更新的維持方式也隨之發(fā)生改變。

與腫瘤關(guān)系自我更新能力同樣也是腫瘤干細(xì)胞的一個(gè)重要特征，腫瘤發(fā)生過程中一個(gè)關(guān)鍵的步驟就是某些調(diào)節(jié)自我更新相關(guān)的基因發(fā)生突變導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞具有了自我更新的能力，因此在某些腫瘤干細(xì)胞中，可以發(fā)現(xiàn)很多維持正常干細(xì)胞自我更新的調(diào)節(jié)蛋白同樣在腫瘤干細(xì)胞中起重要作用，例如促癌基因Bmi-1，其在白血病干細(xì)胞的維持和增殖過程中起重要作用，而在正常的造血干細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞中Bmi-1同樣不可或缺，Hedgehog信號通路對神經(jīng)干細(xì)胞和腦腫瘤細(xì)胞的維持具有相似的作用。研究腫瘤干細(xì)胞自我更新特異機(jī)制是尋找腫瘤特異靶向藥物的重要途徑。

索引詞自我更新（self-renewal）, 對稱分裂, 不對稱分裂

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張英馳 - 助理研究員 - 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液病醫(yī)院（血液學(xué)研究所）