Advances in Stem Cells and Their Niches: Recapitulating the Stem Cell Niche Ex Vivo

出版：ACADEMIC PRESS

索书号：Q24/R294/2022/Y

ISBN: 978-0-323-91091-0

藏书地点：武大外教中心

干细胞（Stem Cells）是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞群体。干细胞可以进行自我复制，同时在一定条件下也可以分化成为各种不同的组织细胞，形成人体各种组织和器官。简言之，干细胞有两大基本特性，即自我更新与多向分化。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞(embryonic stem cell，ES细胞)和成体干细胞(somatic stem cell)。全能干细胞（Totipotent stem cell）：即一个细胞可形成一个完整的生命个体。对人体来说这样的细胞理论上只有从受精卵到桑椹胚时期的细胞。多能干细胞（Pluripotent stem cell）：能分化成几乎所有细胞类型的能力，如来自内细胞团（ICM）的胚胎干细胞能够分化形成三胚层中的任何一种细胞，但不能形成胎盘、脐带等附属支持组织。专能干细胞（Multipotent stem cell），也有中文翻译成多能干细胞。可分化成密切相关的细胞谱系的细胞，如造血干细胞，可分化为红细胞、白细胞或血小板等血液系统和免疫系统的细胞。

按所处的发育阶段来分：胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞（Embryonic stem cell）：胚胎干细胞是一种高度未分化细胞，具有发育全能性，可被诱导分化成机体几乎所有细胞类型，但不能发育成完整个体，不属于全能干细胞。成体干细胞（Tissue-specific stem cell）：成体干细胞是存在于已分化组织中的未分化细胞，遍布机体的各种组织器官，其来源包括骨髓、外周血、角膜、视网膜、脑、骨骼肌、牙髓、肝、肾、皮肤、胃肠道内皮和胰腺等。成体干细胞通常产生某种细胞的前体（又称前体细胞或祖细胞），其分化潜能远不如胚胎干细胞，只能分化成其所在组织的特化细胞，是组织器官的“后备军”。间充质干细胞也属于此类。

干细胞具有分化潜能，经适当条件下对其定向诱导增殖、分化成相应组织器官，在临床治疗上具有非凡意义，如用于修复损伤组织细胞、替代损伤细胞的功能，或刺激机体自身细胞的再生功能。因此，干细胞的多效应用而得以在医疗领域大放异彩。

间充质干细胞成研究主流。间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSC），是中胚层来源的具有高度自我更新能力和多项分化潜能的多能干细胞。广泛存在于全身多种组织中，可在体外培养扩增，并能在特定条件下分化为神经细胞、成骨细胞、软骨细胞、肌肉细胞、脂肪细胞等。脐带来源的间充质干细胞具有组织来源丰富、细胞原始、增殖能力强和安全无病毒感染风险等优点，可广泛应用于干细胞抗衰老及多种慢性病的预防及治疗。

间充质干细胞在体外培养扩增，并能在特定条件下分化为器官组织所需干细胞等，可用于治疗关节病、系统性红斑狼疮、勃起功能障碍以及卵巢早衰等疾病。目前，国际上已经有间充质干细胞治疗产品获批上市。军康国际拥有成熟的制备间充质干细胞技术，可批量生产高于行业标准的间充干细胞产品，直接或间接帮助广大患病人群受益于间充质干细胞治疗。

干细胞微环境(Stem cell niche，直译：干细胞龛)是干细胞的集中存储部位，通过特定的细胞外基质和微环境细胞提供特殊的微环境，对维持干细胞的高增殖力和诱导定向分化起关键作用，Niche可以理解为体内或体外的干细胞微环境，在胚胎发育过程中，多种龛因子影响胚胎干细胞的基因表达，进而调控着胚胎干细胞的自我更新以及分化。在人体中，干细胞龛维持着成体干细胞处于休眠状态，一旦组织受伤，周围的微环境会传递信号给成体干细胞，引起成体干细胞的自我更新和分化。

干细胞龛对干细胞的作用是通过多种因素起作用的，例如：干细胞间的相互作用、干细胞与邻近分化细胞的相互作用、干细胞和粘附因子的相互作用、细胞外基质、细胞因子、生长因子以及pH、离子强度等，干细胞龛对干细胞的调控是一个复杂的网络，具体的调控机制还需要更多的研究。由于干细胞的多能性，使得干细胞具有重要的科研价值，但是想要在体外维持干细胞的功能以及诱使干细胞定向分化是一件困难的事情，所以就很有必要研究清楚干细胞龛的组成以及它对干细胞的调控机制，只有研究清楚这些，人类才能在体外更好地进行干细胞的培养，进而使其分化产生人类需要的特定功能的细胞甚至器官。

造血干细胞位于骨髓的造血微环境即龛(niche)中，它们与龛内特定的细胞相互作用以调节其自我更新和定向分化。成年人的造血发生于骨髓，它为造血干细胞的生长提供了由基质细胞和细胞外基质构成的三维微环境，即造血干细胞龛。造血干细胞龛的三维结构利于细胞与细胞、细胞与基质间的交流。造血干细胞龛对造血干细胞的调控正是通过造血干细胞与微环境的这些信号传递，使细胞表现出相应的生物学行为。此外，越来越多的研究证实骨髓基质细胞中的成骨细胞除了成骨的作用外，其还是造血干细胞龛的重要组成部分，对造血干细胞的维持、增殖、成熟起了重要的作用。

精原干细胞是一群能够自我更新并具有多向分化潜能的永生细胞。"干细胞龛"理论最初是在造血系统中提出来的，龛同样也存在于睾丸组织中。精原干细胞龛在睾丸中是半开放的隔离体系，具有特定的数量调控及随年龄变化的特征。两种内源性因子nanos2和Plzf调控精原干细胞自我更新。龛细胞分泌因子胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)也调节精原细胞的更新。角膜缘干细胞(LSC)是公认的角膜上皮的成体干细胞，其相关理论基础与临床研究发展迅速，但是，对LSC龛的了解略显滞后。

《干细胞及其干细胞龛的进展：体外干细胞微环境概述》一书于2022年由ACADEMIC PRESS出版，作者为Susie Nilsson。

《干细胞及其干细胞龛的进展：体外干细胞微环境概述》一书，作者展现了干细胞生物学研究领域中关于干细胞及其干细胞龛的一些最新研究，讨论的主题主要包括概括体外肝脏生态位，用于概括肠干细胞生态位和体外疾病建模的类器官系统，体外重建肺干细胞生态位，体外工程乳腺组织微环境，概述体外人体骨骼肌。

《干细胞及其干细胞龛的进展：体外干细胞微环境概述》是生物学实验室不可或缺的工具用书，适用于干细胞生物学等相关专业的研究生和研究人员高年级本科生、研究生，也可作为教师的教学和科研参考书。

《干细胞及其干细胞龛的进展：体外干细胞微环境概述》一书作为干细胞生物学专业研究读物，内容饱满详实、语言浅显易懂，除此之外，还包括一些其他的特点：

1.本书讨论了干细胞及其干细胞龛的研究进展，主要致力于概述体外干细胞微环境，包括概括体外肝脏生态位，用于概括肠干细胞生态位和体外疾病建模的类器官系统，体外重建肺干细胞生态位，体外工程乳腺组织微环境以及概述体外人体骨骼肌。

2.这本书的每个章节由干细胞研究领域取得成就的著名科学家编写，体现了本书的权威性和专业性。

3.这本书的每一章内容末尾都附有参考文献，便于读者进行相关文献查找与进一步阅读。

总的说来，《干细胞及其干细胞龛的进展：体外干细胞微环境概述》一书为想要了解体外干细胞微环境的人员提供了清晰的导读路径，作为干细胞生物学领域的一本前沿研究图书，是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。

本书目录：

撰稿者名单

第1章概括体外肝脏生态位

Kiryu K.Yap and Geraldine M.Mitchell

第2章用于概括肠干细胞生态位和体外疾病建模的类器官系统

Hui Yi Grace Lim, Lana Kostic, and Nick Barker

第3章体外重建肺干细胞生态位

Dayanand Swami, Jyotirmoi Aich, Bharti Bisht, and Manash K. Paul

第4章体外工程乳腺组织微环境

Julien Clegg, Maria Koch, Akhilandeshwari Ravichandran, Dietmar W.Hutmacher,and Laura J.Bray

第5章概述体外人体骨骼肌

Anna Urciuolo, Maria Easler, and Nicola Elvassore

胡萌欣武汉大学生命科学学院博士