成体干细胞在构建、维持和修复组织的过程中平衡自我更新和分化。信号通路和转录网络在控制干细胞功能方面的作用已得到广泛研究,但越来越多的研究表明,机械力也起着至关重要的调节作用。为了维持组织稳态和功能,机械力、信号通路和转录网络必须在不同的长度和时间尺度上协调工作。这种协调决定了细胞何时分裂、迁移和分化。最近,在测量和操作作用于干细胞或由干细胞产生的机械力方面的进展,为发育和疾病提供了新的见解。在本文中,我们讨论了上皮干细胞在构建其微环境时所涉及的机械力,以及在癌症中干细胞微环境力学被破坏或失调时会发生什么。由于皮肤已经进化到可以承受来自外界环境的强烈机械压力,我们经常使用哺乳动物皮肤上皮干细胞作为成体干细胞塑造周围组织的范例。
摘要
成体干细胞在构建、维持和修复组织的过程中平衡自我更新和分化。信号通路和转录网络在控制干细胞功能方面的作用已得到广泛研究,但越来越多的研究表明,机械力也起着至关重要的调节作用。为了维持组织稳态和功能,机械力、信号通路和转录网络必须在不同的长度和时间尺度上协调工作。这种协调决定了细胞何时分裂、迁移和分化。最近,在测量和操作作用于干细胞或由干细胞产生的机械力方面的进展,为发育和疾病提供了新的见解。在本文中,我们讨论了上皮干细胞在构建其微环境时所涉及的机械力,以及在癌症中干细胞微环境力学被破坏或失调时会发生什么。由于皮肤已经进化到可以承受来自外界环境的强烈机械压力,我们经常使用哺乳动物皮肤上皮干细胞作为成体干细胞塑造周围组织的范例。
正文
成体干细胞在发育和癌症中塑造上皮组织
成体干细胞在构建、维持和修复组织的过程中平衡自我更新和分化。信号通路和转录网络在控制干细胞功能方面的作用已得到广泛研究,但越来越多的研究表明,机械力也起着至关重要的调节作用。为了维持组织稳态和功能,机械力、信号通路和转录网络必须在不同的长度和时间尺度上协调工作。这种协调决定了细胞何时分裂、迁移和分化。最近,在测量和操作作用于干细胞或由干细胞产生的机械力方面的进展,为发育和疾病提供了新的见解。在本文中,我们讨论了上皮干细胞在构建其微环境时所涉及的机械力,以及在癌症中干细胞微环境力学被破坏或失调时会发生什么。由于皮肤已经进化到可以承受来自外界环境的强烈机械压力,我们经常使用哺乳动物皮肤上皮干细胞作为成体干细胞塑造周围组织的范例。
图表说明
图1:成体干细胞在发育和成人稳态中通过机械力塑造其微环境。
图2:干细胞和间质细胞从组织到细胞尺度的力驱动肠道形态发生。
图3:上皮细胞之间的相互作用构成了组织内力传递的分子平台。
图4:癌症始祖细胞和癌症干细胞(CSCs)通过机械力重塑周围组织以驱动肿瘤发生和侵袭。
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