成體干細胞確保在整個生命過程中組織的連續(xù)再生。但是必須小心控制這些干細胞的活性，以便在沒有癌癥的情況下支持再生。隨著生物體的老化，如何實現(xiàn)和維持這種平衡控制仍然是干細胞生物學(xué)中的一個關(guān)鍵問題。自然出版巴克研究所的研究人員已經(jīng)確定了一種新的干細胞調(diào)節(jié)模式。高級科學(xué)家海因里希·賈斯珀博士及其同事在飛行腸道工作，表明干細胞通過細胞內(nèi)鈣(Ca2 +)信號傳導(dǎo)來調(diào)節(jié)其增殖活性以響應(yīng)各種信號。因此，控制細胞內(nèi)Ca 2+濃度的機制和響應(yīng)細胞內(nèi)Ca 2+變化的蛋白質(zhì)成為干細胞活性的主要調(diào)節(jié)因子。

腸道中的成體干細胞存在于非常活躍的環(huán)境中，它們不斷受到來自飲食，微生物組以及入侵細菌和其他壓力因素的信號的轟擊。細胞是否應(yīng)該進入再生行動并分裂或保持平衡以滿足未來需求?賈斯珀說，Ca2 +敏感基因調(diào)控系統(tǒng)通過影響細胞內(nèi)Ca2 +水平的振蕩來整合這些刺激來控制腸道增殖。

“這些研究結(jié)果有助于解釋干細胞如何能夠?qū)@種廣泛的刺激做出反應(yīng)，”賈斯珀說，他也是巴克研究所的首席科學(xué)官。“事實上，一個變量 - Ca2 + - 正在整合所有這些信號，這在干細胞生物學(xué)中是一個令人興奮和令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，對我們對各種癌癥和一系列退行性疾病的理解具有重要意義。”

博士后研究員Hansong Deng博士在發(fā)現(xiàn)腸道干細胞具有感知L-谷氨酸的受體后，確定了Ca2 +信號傳導(dǎo)的廣泛意義，并且飲食L-谷氨酸刺激了果蠅的干細胞分裂和腸道生長。鄧與巴克研究教授Akos Gerencser博士(研究所成像核心的聯(lián)合主任)合作，他能夠在蒼蠅腸道中成像活體干細胞。令人驚訝的是，他們發(fā)現(xiàn)Ca2 +水平在干細胞中有規(guī)律地振蕩，并且L-谷氨酸通過觸發(fā)細胞內(nèi)Ca2 +的持續(xù)增加來調(diào)節(jié)干細胞活性。

研究表明，干細胞中Ca2 +水平的這種變化不僅限于對L-谷氨酸的反應(yīng)，而且當這些細胞響應(yīng)其他刺激(包括感染和組織損傷)而被激活時也觀察到。此外，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，干細胞中通過遺傳干擾Ca2 +泵來升高Ca2 +會導(dǎo)致強烈的，連續(xù)的增殖反應(yīng)。

因此，持續(xù)升高的細胞內(nèi)Ca2 +濃度成為活化干細胞的通用和必需特征，并且鄧發(fā)現(xiàn)Ca2 +對干細胞的活化是通過Ca2 +敏感蛋白磷酸鹽和轉(zhuǎn)錄因子實現(xiàn)的。研究人員表示，Ca2 +在干細胞活化中的普遍作用表明，這些細胞利用細胞內(nèi)Ca2 +濃度作為衡量標準，以動態(tài)響應(yīng)眾多信號爭奪他們的注意力。

Jasper表示，未來，他的實驗室計劃探索這一監(jiān)管系統(tǒng)在影響干細胞疾病和腸道和其他高周轉(zhuǎn)組織中與年齡相關(guān)的功能障礙中的作用，并補充說這項工作對環(huán)境挑戰(zhàn)的重要性有重要意義。影響這些疾病。例如，L-谷氨酸是體內(nèi)最豐富的天然存在的氨基酸，并且參與許多代謝過程。L-谷氨酸的膳食來源包括牛肉，雞肉，魚和蛋。其鈉鹽也被稱為風(fēng)味增強劑味精，在本研究中將其喂給蒼蠅。賈斯珀說，這項研究為我們理解廣泛使用的成分的效果提供了一個有趣的新視角。“我們' 在蒼蠅中顯示補充蛋白質(zhì)限制飲食與MSG刺激干細胞的增殖。另一方面，補充與高濃度MSG相同的飲食干細胞活性受損，表明在這些高濃度下，MSG可能導(dǎo)致干細胞毒性。MSG對干細胞增殖的影響是好還是壞是另一個故事，“他說。”補充低水平MSG的飲食可能只是支持再生，或者它可能導(dǎo)致干細胞增殖過多，促進胃腸癌的發(fā)展。這是一個需要更多研究的開放性問題，特別是在脊椎動物中。“ 干細胞活性受損，表明在這些高濃度下，MSG可能引起干細胞毒性。MSG對干細胞增殖的影響是好還是壞是另一個故事，“他說。”補充低水平MSG的飲食可能只是支持再生，或者它可能導(dǎo)致干細胞增殖過多，促進胃腸癌的發(fā)展。這是一個需要更多研究的開放性問題，特別是在脊椎動物中。“ 干細胞活性受損，表明在這些高濃度下，MSG可能引起干細胞毒性。MSG對干細胞增殖的影響是好還是壞是另一個故事，“他說。”補充低水平MSG的飲食可能只是支持再生，或者它可能導(dǎo)致干細胞增殖過多，促進胃腸癌的發(fā)展。這是一個需要更多研究的開放性問題，特別是在脊椎動物中。“ 補充低水平MSG的飲食可能只是支持再生，或者它可能導(dǎo)致干細胞過度增殖，促進胃腸道癌癥的發(fā)展。這是一個需要更多研究的開放性問題，特別是在脊椎動物中。“ 補充低水平MSG的飲食可能只是支持再生，或者它可能導(dǎo)致干細胞過度增殖，促進胃腸道癌癥的發(fā)展。這是一個需要更多研究的開放性問題，特別是在脊椎動物中。“