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在哺乳动物发育以及组织进行维持的过程中，干细胞通过适应不同类型的细胞分裂，不断的在自我更新和分化之间保持着平衡，来自乔治亚医学院的研究人员将焦点聚焦在细胞分裂极性上，发现了一系列哺乳动物细胞中在纺锤体组织和定位方面的关键蛋白。这些研究成果公布在《Nature Cell Biology》，《Current Biology》和《Cell》杂志。
生物通报道：在哺乳动物发育以及组织进行维持的过程中，干细胞通过适应不同类型的细胞分裂，不断的在自我更新和分化之间保持着平衡，来自乔治亚医学院的研究人员将焦点聚焦在细胞分裂极性上，发现了一系列哺乳动物细胞中在纺锤体组织和定位方面的关键蛋白。这些研究成果公布在《Nature Cell Biology》，《Current Biology》和《Cell》杂志。
完成这些研究的是来自乔治亚医学院的细胞生物学家杜全生（Quansheng Du，音译）博士，其早年毕业于武汉大学，近期得到了美国国立卫生研究院，以及美国癌症协会（American Cancer Society）的200万美元的资金资助。
一个细胞分裂为两个细胞的过程就是一个细胞内的物质分配到了两个子细胞中，Du等人希望了解在这个连续的，惊人的过程中确保正常进行的复杂机制。因为正常的细胞分裂，或者有丝分裂过程能帮助受损器官恢复，补充内生性的干细胞，如果这个过程失常，那么将导致癌症，或其它发育性缺陷。
Du表示，“我们希望了解细胞是如何分裂的”，他将焦点聚集在有丝分裂纺锤体上，这是一个重要的有丝分裂装置，能帮助分裂细胞分配遗传物质。一旦细胞开始分裂，将会复制遗传物质，核膜开始溶解，微管移动，重新组织成一个纺锤体状的结构，这个结构与纺锤体中央的遗传物质相连，当细胞感知到微管的固定，就会开始进入将复制的遗传物质向两端分开的过程。
正常细胞分裂一般得到两个与母细胞相同的子细胞，在培养基和人类细胞中，这个过程需要大约1个小时。但是并不是每个细胞都能分裂的，分化末端的细胞比如神经细胞和肌肉细胞就不能。
然而干细胞，由于其可塑性，至少能以三种方式进行分裂：干细胞平均分配遗传物质，形成两个相同的子干细胞；进行不对称分裂，产生一个相同的子干细胞，和一个分化成其它细胞类型的新的子细胞，比如皮肤细胞或神经细胞；也可以分裂成两个分化细胞，“终结”干细胞之路。
在哺乳动物发育以及组织进行维持的过程中，干细胞通过适应不同类型的细胞分裂，不断的在自我更新和分化之间保持着平衡。由于细胞极性对于不对称分裂而言十分重要——因为这决定了所谓的细胞命运，即母细胞的哪一边发生怎样的变化。在这篇文章中，研究人员聚焦于这一方面，发现了一系列对于细胞分裂中纺锤体的形成及定位起关键作用的蛋白，Du表示，“这组关键蛋白有可能帮助确定不对称分裂后细胞的命运。比如，确定不对称分裂后子细胞是继续成为干细胞还是分化成为其它类型细胞。”
目前研究人员希望了解这些蛋白是如何到达它们应该去的地方，以及如何与其它蛋白协作，指导纺锤体的组织与定位。
Du表示，这些细节也许将有利于未来的癌症治疗手段，比如中断有丝分裂纺锤体的形成，从而癌细胞就无法分裂。目前的癌症干细胞理论认为，癌症启动细胞只是肿瘤内的很小一部分细胞，这使得此次发现的癌症治疗前景更加令人感兴趣。
对于干细胞分裂机制的深入了解将为针对这些癌症干细胞的治疗提供更多的信息，比如说，对分化进行平衡操作，也许将有利于消除癌症干细胞。
（生物通：张迪）
名词解释：
1.美国癌症协会
美国癌症协会是美国领先的、以社区为基础的非官方健康组织，致力于通过研究、教育、倡议和服务来预防癌症、拯救生命和减轻癌症患者的痛苦。这是一个全国性、义务性的社区保健组织致力於根除人类的健康大敌 - 癌症。藉由研究、教育、宣导和服务达到防癌、拯救生命和减轻癌症痛苦等目的。
2.细胞分裂
一个细胞分裂为两个细胞的过程。分裂前的细胞称母细胞，分裂后形成的新细胞称子细胞。细胞分裂通常包括核分裂和胞质分裂两步。在核分裂过程中母细胞把遗传物质传给子细胞。在单细胞生物中细胞分裂就是个体的繁殖，在多细胞生物中细胞分裂是个体生长、发育和繁殖的基础。
原核细胞的分裂。现在还了解不多，只对少数细菌的分裂有些具体认识。原核细胞既无核膜，也无核仁，只有由环状DNA分子构成核区，又称拟核，具有类似细胞核的功能。拟核的DNA分子或者连在质膜上，或者连在质膜内陷形成的质膜体上，质膜体又称间体。随着DNA的复制间体也复制成两个。以后，两个间体由于其间的质膜的生长而逐渐离开，与它们相连接的两个DNA分子环于是被拉开，每一个DNA环与一个间体相连。在被拉开的两个 DNA环之间细胞膜向中央长入，形成隔膜，终于使一个细胞分为两个细胞。
真核细胞的分裂。按细胞核分裂的状况可分为3种：即有丝分裂、减数分裂和无丝分裂。有丝分裂是真核细胞分裂的基本形式。减数分裂是在进行有性生殖的生物中导致生殖母细胞中染色体数目减半的分裂过程。它是有丝分裂的一种变形，由相继的两次分裂组成。无丝分裂又称直接分裂。其典型过程是核仁首先伸长，在中间缢缩分开，随后核也伸长并在中部从一面或两面向内凹进横缢，使核变成肾形或哑铃型，然后断开一分为二。差不多同时细胞也在中部缢缩分成两个子细胞，由于在分裂过程中不形成由纺锤丝构成的纺锤体，不发生由染色质浓缩成染色体的变化，故名。
细胞分裂（cell division）是活细胞繁殖其种类的过程。通常包括核分裂和胞质分裂两步。在核分裂过程中母细胞把遗传物质传给子细胞。在单细胞生物中细胞分裂就是个体的繁殖，在多细胞生物中细胞分裂是个体生长、发育和繁殖的基础。1855年德国学者魏尔啸（R.Virchow）提出“一切细胞来自细胞”的著名论断，即认为个体的所有细胞都是由原有细胞分裂产生的。现在除细胞分裂外还没有证据说明细胞繁殖有其他途经。
3.纺锤体（spindle）
大量微管纵向排列组成的中间宽两极小的细胞器，形状象纺锤，因而得名。因为纺锤体和染色体运动密切相关，所以纺锤体是一个重要的有丝分裂装置。纺锤体由极间丝（又叫连续丝或称极间微管）、着丝点丝（又叫染色体牵丝）、星体丝及区间丝四种微管组成。极间丝，指一极与另一极相连的纺锤丝，但绝大多数极间丝（连续丝）并非真正连续，而是来自两极的微管在赤道面彼此相搭，侧面结合。有的微管和两极均不接触。着丝点丝是指一端由极部发出，另一端结合到着丝点上的微管。区间丝是指在后期和末期时连接已经分向两极的染色单体或子核之间的微管。星体丝是指围绕中心粒向外辐射状发射的微管。动物细胞的纺锤体两端有星体（由中心粒构成的）称为有星纺锤体。植物细胞的纺锤体没有星体称无星纺锤体。
附：
Quansheng Du
Office Phone: (706) 721-3730
Office Address: CA 2009
Academic Rank(s)
Rank Department Section School
Assistant Professor Graduate Studies Graduate Studies
Assistant Professor Neurology Medicine
Education
PHD; 1999; Wuhan University
MS; 1995; Wuhan University
Research Areas
One of the most critical steps during cell cycle is the correct segregation of sister chromatids into daughter cells. During mitosis, microtubules reorganize into a highly dynamic bipolar array known as mitotic spindle. Proper spindle organization and orientation are crucial for the asymmetric cell division of neuronal progenitor cells, where cell fate determinants are segregated to only one of the two daughter cells. Spindle orientation is also important during morphogenesis, for instance, in the maintenance of epithelial sheets. My lab is interested in the molecular and cellular mechanisms underlying mitotic spindle organization and spindle orientation. Our studies will help to identify therapeutic targets for cancer and birth defects.
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