细胞内钙整合复杂信号以控制干细胞活性

成体干细胞确保在整个生命过程中组织的连续再生。但是必须小心控制这些干细胞的活性，以便在没有癌症的情况下支持再生。随着生物体的老化，如何实现和维持这种平衡控制仍然是干细胞生物学中的一个关键问题。自然出版巴克研究所的研究人员已经确定了一种新的干细胞调节模式。高级科学家海因里希·贾斯珀博士及其同事在飞行肠道工作，表明干细胞通过细胞内钙(Ca2 +)信号传导来调节其增殖活性以响应各种信号。因此，控制细胞内Ca 2+浓度的机制和响应细胞内Ca 2+变化的蛋白质成为干细胞活性的主要调节因子。

肠道中的成体干细胞存在于非常活跃的环境中，它们不断受到来自饮食，微生物组以及入侵细菌和其他压力因素的信号的轰击。细胞是否应该进入再生行动并分裂或保持平衡以满足未来需求?贾斯珀说，Ca2 +敏感基因调控系统通过影响细胞内Ca2 +水平的振荡来整合这些刺激来控制肠道增殖。

“这些研究结果有助于解释干细胞如何能够对这种广泛的刺激做出反应，”贾斯珀说，他也是巴克研究所的首席科学官。“事实上，一个变量 - Ca2 + - 正在整合所有这些信号，这在干细胞生物学中是一个令人兴奋和令人惊讶的发现，对我们对各种癌症和一系列退行性疾病的理解具有重要意义。”

博士后研究员Hansong Deng博士在发现肠道干细胞具有感知L-谷氨酸的受体后，确定了Ca2 +信号传导的广泛意义，并且饮食L-谷氨酸刺激了果蝇的干细胞分裂和肠道生长。邓与巴克研究教授Akos Gerencser博士(研究所成像核心的联合主任)合作，他能够在苍蝇肠道中成像活体干细胞。令人惊讶的是，他们发现Ca2 +水平在干细胞中有规律地振荡，并且L-谷氨酸通过触发细胞内Ca2 +的持续增加来调节干细胞活性。

研究表明，干细胞中Ca2 +水平的这种变化不仅限于对L-谷氨酸的反应，而且当这些细胞响应其他刺激(包括感染和组织损伤)而被激活时也观察到。此外，科学家们发现，干细胞中通过遗传干扰Ca2 +泵来升高Ca2 +会导致强烈的，连续的增殖反应。

因此，持续升高的细胞内Ca2 +浓度成为活化干细胞的通用和必需特征，并且邓发现Ca2 +对干细胞的活化是通过Ca2 +敏感蛋白磷酸盐和转录因子实现的。研究人员表示，Ca2 +在干细胞活化中的普遍作用表明，这些细胞利用细胞内Ca2 +浓度作为衡量标准，以动态响应众多信号争夺他们的注意力。

Jasper表示，未来，他的实验室计划探索这一监管系统在影响干细胞疾病和肠道和其他高周转组织中与年龄相关的功能障碍中的作用，并补充说这项工作对环境挑战的重要性有重要意义。影响这些疾病。例如，L-谷氨酸是体内最丰富的天然存在的氨基酸，并且参与许多代谢过程。L-谷氨酸的膳食来源包括牛肉，鸡肉，鱼和蛋。其钠盐也被称为风味增强剂味精，在本研究中将其喂给苍蝇。贾斯珀说，这项研究为我们理解广泛使用的成分的效果提供了一个有趣的新视角。“我们' 在苍蝇中显示补充蛋白质限制饮食与MSG刺激干细胞的增殖。另一方面，补充与高浓度MSG相同的饮食干细胞活性受损，表明在这些高浓度下，MSG可能导致干细胞毒性。MSG对干细胞增殖的影响是好还是坏是另一个故事，“他说。”补充低水平MSG的饮食可能只是支持再生，或者它可能导致干细胞增殖过多，促进胃肠癌的发展。这是一个需要更多研究的开放性问题，特别是在脊椎动物中。“ 干细胞活性受损，表明在这些高浓度下，MSG可能引起干细胞毒性。MSG对干细胞增殖的影响是好还是坏是另一个故事，“他说。”补充低水平MSG的饮食可能只是支持再生，或者它可能导致干细胞增殖过多，促进胃肠癌的发展。这是一个需要更多研究的开放性问题，特别是在脊椎动物中。“ 干细胞活性受损，表明在这些高浓度下，MSG可能引起干细胞毒性。MSG对干细胞增殖的影响是好还是坏是另一个故事，“他说。”补充低水平MSG的饮食可能只是支持再生，或者它可能导致干细胞增殖过多，促进胃肠癌的发展。这是一个需要更多研究的开放性问题，特别是在脊椎动物中。“ 补充低水平MSG的饮食可能只是支持再生，或者它可能导致干细胞过度增殖，促进胃肠道癌症的发展。这是一个需要更多研究的开放性问题，特别是在脊椎动物中。“ 补充低水平MSG的饮食可能只是支持再生，或者它可能导致干细胞过度增殖，促进胃肠道癌症的发展。这是一个需要更多研究的开放性问题，特别是在脊椎动物中。“

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