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干细胞生物学特性及其在组织稳态中的作用机制2025-06-04 08:43:24

干细胞是一种未分化的细胞,具有高度自我更新能力和多向分化潜能,是生物体内各类细胞的来源。干细胞的分化潜能随着发育的不同阶段而逐渐降低,根据它们在个体发育过程中出现的时间,可以分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞来源于受精卵发育成囊胚过程中的内细胞团,具有全能性,能分化为所有组织类型的细胞。

成体干细胞存在于已发育完成的各种组织和器官中,具有定向分化为特定组织和细胞的能力,它通过极其复杂的增殖分化过程维持机体结构和功能的稳态,因此在个体发育、组织再生、体内平衡和某些疾病的修复中起着至关重要的作用。通常,成体干细胞维持在静息状态,它们只有在激活后才会增殖和分化。在此过程中,它们动态地参与组织重塑以应对细胞更新、损伤和疾病。因此,成体干细胞在自我更新和分化之间的精确平衡对于组织生长和稳态至关重要。
 
成体干细胞增殖和分化稳态受遗传和环境等多种因素影响,其中活性氧分子是一类重要环境因素。有研究表明,胞内ROS产生的重要场所是线粒体,由线粒体功能障碍导致的过量线粒体ROS会进一步损伤线粒体DNA、蛋白质和脂质,促进更多ROS的产生,从而形成恶性循环。线粒体主要功能是通过ETC将葡萄糖等物质通过氧化磷酸化生成ATP。在此过程中,电子从烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和黄素腺嘌呤二核苷酸递氢体传递到氧气,生成水,同时伴随着质子梯度的建立,用于ATP的合成。然而,在电子传递链过程中有少部分电子并未按照正常顺序传递,而是直接泄漏出ETC从而产生了ROS。ROS主要包括超氧阴离子、过氧化氢和羟自由基等。
 
出自《线粒体电子传递链通过活性氧分子调控干细胞命运的机制及应用》 作者:孙玲,陈菲