干细胞和神经在组织再生和癌症进展中相互作用
干细胞可以产生各种特定的组织,并越来越多地用于临床应用,如骨或软骨的替代。然而,干细胞也存在于癌症组织中,并参与癌症的进展和转移。神经是调节涉及干细胞的生理和再生过程的基础。然而,在再生组织和癌症中,干细胞和神经元之间的相互作用还知之甚少。
比较组织再生中的干细胞类型
由苏黎世大学口腔生物学研究所的Thimios Mitsiadis教授领导的研究小组已经发表了两项研究,阐明了干细胞是如何促进神经生长的组织再生和癌症恶化.第一项研究比较了神经元有两种不同的人类干细胞群,即牙髓干细胞和骨髓干细胞。两者都能分化成骨、软骨和脂肪细胞等各种细胞类型。人骨髓干细胞是从骨骼中分离出来的,是骨再生方法的金标准。拔牙是牙髓干细胞的来源,是一种有前途的替代方法。
牙科干细胞具有高度神经支配
利用“芯片上的器官”技术,研究人员证明,这两种干细胞都促进了神经元的生长。该技术依赖于小型三维设备,模拟人体器官和组织的基本功能。然而,牙髓干细胞的效果优于骨骨髓干细胞:诱导出更细长的神经元,形成密集的神经元网络,与神经建立密切的联系。
“牙科干细胞产生特定的分子,这是神经元生长和吸引的基础。因此,干细胞具有丰富的神经支配,”Mitsiadis说。这种扩展网络的形成和大量接触的建立表明,牙科干细胞与面部神经建立了功能性连接。“因此,这些细胞可能是有功能的、神经支配的面部组织再生的一个有吸引力的选择,”合著者、初级小组负责人Pierfrancesco Pagella补充说。
癌症干细胞也会吸收神经元
在第二项研究中,研究人员检查了神经和神经之间的相互作用癌症在成釉细胞瘤(一种口腔侵袭性肿瘤)中发现的干细胞。他们首先证明成釉细胞瘤具有干细胞特性,并受面部神经元支配。当成釉细胞瘤细胞被分离出来并置于“器官芯片”装置中时,它们不仅保留了干细胞的特性,还吸引了神经并与之建立了联系。
“神经似乎是癌症茎的生存和功能的基础细胞”,Pagella解释说。“这些结果为使用药物来改变神经元和癌症之间的交流创造了新的可能性干细胞.我们希望这为有效治疗癌症开辟了不可预见的道路,”Mitsiadis补充说。“先进的分子和成像工具和‘芯片上的器官’技术的结合提供了一个令人兴奋的机会,揭示神经元的隐藏功能及其与各种类型干细胞的相互作用,在健康和病理条件下。”
进一步探索
Pierfrancesco Pagella等人。与人骨髓干细胞相比,人牙髓干细胞在神经突生长上表现出增强的特性,美国实验生物学学会联合会杂志(2020)。DOI: 10.1096 / fj.201902482R
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