Stem-cell niche (original) (raw)

dbo:abstract

Stem-cell niche refers to a microenvironment, within the specific anatomic location where stem cells are found, which interacts with stem cells to regulate cell fate. The word 'niche' can be in reference to the in vivo or in vitro stem-cell microenvironment. During embryonic development, various niche factors act on embryonic stem cells to alter gene expression, and induce their proliferation or differentiation for the development of the fetus. Within the human body, stem-cell niches maintain adult stem cells in a quiescent state, but after tissue injury, the surrounding micro-environment actively signals to stem cells to promote either self-renewal or differentiation to form new tissues. Several factors are important to regulate stem-cell characteristics within the niche: cell–cell interactions between stem cells, as well as interactions between stem cells and neighbouring differentiated cells, interactions between stem cells and adhesion molecules, extracellular matrix components, the oxygen tension, growth factors, cytokines, and the physicochemical nature of the environment including the pH, ionic strength (e.g. Ca2+ concentration) and metabolites, like ATP, are also important. The stem cells and niche may induce each other during development and reciprocally signal to maintain each other during adulthood. Scientists are studying the various components of the niche and trying to replicate the in vivo niche conditions in vitro. This is because for regenerative therapies, cell proliferation and differentiation must be controlled in flasks or plates, so that sufficient quantity of the proper cell type are produced prior to being introduced back into the patient for therapy. Human embryonic stem cells are often grown in fibroblastic growth factor-2 containing, fetal bovine serum supplemented media. They are grown on a of cells, which is believed to be supportive in maintaining the pluripotent characteristics of embryonic stem cells. However, even these conditions may not truly mimic in vivo niche conditions. Adult stem cells remain in an undifferentiated state throughout adult life. However, when they are cultured in vitro, they often undergo an 'aging' process in which their morphology is changed and their proliferative capacity is decreased. It is believed that correct culturing conditions of adult stem cells needs to be improved so that adult stem cells can maintain their stemness over time. A Nature Insight review defines niche as follows: "Stem-cell populations are established in 'niches' — specific anatomic locations that regulate how they participate in tissue generation, maintenance and repair. The niche saves stem cells from depletion, while protecting the host from over-exuberant stem-cell proliferation. It constitutes a basic unit of tissue physiology, integrating signals that mediate the balanced response of stem cells to the needs of organisms. Yet the niche may also induce pathologies by imposing aberrant function on stem cells or other targets. The interplay between stem cells and their niche creates the dynamic system necessary for sustaining tissues, and for the ultimate design of stem-cell therapeutics ... The simple location of stem cells is not sufficient to define a niche. The niche must have both anatomic and functional dimensions." (en)
Con nicchia staminale in medicina si intende il microambiente specializzato che circonda una popolazione di cellule staminali, con particolare attenzione ai fattori che guidano lo sviluppo differenziativo delle linee cellulari. (it)
幹細胞ニッチ (かんさいぼうにっち、英: stem cell niche) は生体内で幹細胞がその性質を維持するために必要な微小環境である。成体幹細胞は生涯を通して未分化状態を維持するが、培養に伴って増殖能が低下することが知られている。このことから、幹細胞がその性質を維持するためには適切な環境が必要であると考えられており、この環境のことを幹細胞ニッチと呼ぶ。「ニッチ」という言葉は培養系、生体中のいずれにおいても用いられる。 (ja)
Ниша стволовой клетки — термин, предложенный в 1978 году Р. Скофилдом (Schofield) для микроокружения стволовой клетки, необходимого для её жизнедеятельности и координации её поведения с нуждами организма.Многие исследователи рассматривают нишу как анатомическую субъединицу тканевого компартмента. По современным представлениям ниша — это связующее звено контроля и регуляции между клеткой и целостным организмом. Она: * обеспечивает стволовую клетку факторами, необходимыми для её жизнедеятельности; * благодаря её анатомическим особенностям способствует взаимному контролю и обмену информацией между клетками, координирует их действия; * обеспечивает координацию между различными популяциями клеток, регулируя их ориентацию и местоположение в тканевом компартменте, а следовательно регулирует морфогенез и функции тканей. В основе функционирования ниши лежит множество взаимосвязанных механизмов: это и межклеточные взаимодействия между стволовыми клетками, а также взаимодействия между стволовыми клетками и соседними дифференцированными клетками; взаимодействия между стволовыми клетками и компонентами внеклеточного матрикса; уровень кислорода (наличие или отсутствие гипоксии); факторы роста и цитокины; физико-химическое состояние окружающей среды (рН, её ионная сила, и в частности концентрация ионов Ca2+; наличие метаболитов и энергоносителей, таких как например АТФ). Всё больше данных свидетельствует о том, что одним из ключевых путей взаимодействия между стволовыми клетками и нишей являются микроРНК — малые некодирующие РНК.Передача РНК между клетками может осуществляться с помощью экзосом — выделяемых клетками мембранных везикул размером не более 100 нанометров, которые считаются одной из форм межклеточного общенияЗаблокировать перенос микроРНК экзосомами можно с помощью ингибитора нейтральной сфингомиелиназы (SMPD3) — GW4869 или ингибитора кислой сфингомиелиназы (SMPD1) — дезипрамина, что может предотвратить образование раковой ниши. В процессе развития и для поддержания друг друга во взрослом организме стволовые клетки и ниша могут оказывать индуктивное воздействие по отношению к друг другу. Нарушения таких взаимодействий могут приводить к развитию опухолей. Ниша может быть представлена одним или несколькими типами взаимодействующих между собой клеток, а также клетками вместе с внеклеточными структурами, такими как внеклеточный матрикс. Отделение клетки от взаимодействующего с ней матрикса может привести к гибели клетки в результате аноикиса — запрограммированной смерти клетки в результате утраты нормального взаимодействия с матриксом. Клетки ниши могут являться источником секретируемых факторов и носителями рецепторов, размещенных на клеточной поверхности. К числу гормональных и паракринных факторов, контролирующих обновление популяции клеток, дифференцировку и апоптоз, относят семейства: Wnt — Notch, Hedgehog, ростового фактора фибробластов (FGF), ростового фактора эпидермиса (EGF), трансформирующего ростового фактора (TGF-β), (SCF) и семейства хемокинов, а также белки внеклеточного матрикса вроде ламинина α-5.Так, например, манипулируя сигнальным путём Wnt и определёнными транскрипционными факторами, можно вызвать у червячка C. Elegans образование перемещённых ниш, а также «латентных» ниш, проявляющих себя только после того как незрелые зародышевые клетки в результате смещения вступают в неестественный для нормы контакт с популяцией клеток, секретирующих сигнальные молекулы Notch. Такие латентные ниши могут вызывать образование зародышевой опухоли — тератомы из-за нарушения программы развития.Способность некоторых раковых клеток самостоятельно вырабатывать необходимые для их выживания компоненты ниши превращают их в рассадников метастазов. К таким компонентам, в частности, относятся белки внеклеточного матрикса, такие как тенесцин Ц (TNC) и периостин (POSTN). Оба эти белка являются регуляторами ключевых сигнальных путей, таких как Wnt и Notch. Концепция ниши позволяет выявить механизмы снижения количества стволовых клеток и регенерационной способности в процессе старения организма.Так, например, повысив активность сигнала FGF, вырабатываемого сателлитными клетками мышечного волокна, можно вызвать снижение количества стволовых клеток и соответственно уменьшение регенерационной способности мышцы. И наоборот, снизив выработку нишей сигнала FGF можно предотвратить истощение сателлитных стволовых клеток и регенерационной способности мышцы. (ru)

rdf:type

rdfs:comment

Con nicchia staminale in medicina si intende il microambiente specializzato che circonda una popolazione di cellule staminali, con particolare attenzione ai fattori che guidano lo sviluppo differenziativo delle linee cellulari. (it)
幹細胞ニッチ (かんさいぼうにっち、英: stem cell niche) は生体内で幹細胞がその性質を維持するために必要な微小環境である。成体幹細胞は生涯を通して未分化状態を維持するが、培養に伴って増殖能が低下することが知られている。このことから、幹細胞がその性質を維持するためには適切な環境が必要であると考えられており、この環境のことを幹細胞ニッチと呼ぶ。「ニッチ」という言葉は培養系、生体中のいずれにおいても用いられる。 (ja)
Stem-cell niche refers to a microenvironment, within the specific anatomic location where stem cells are found, which interacts with stem cells to regulate cell fate. The word 'niche' can be in reference to the in vivo or in vitro stem-cell microenvironment. During embryonic development, various niche factors act on embryonic stem cells to alter gene expression, and induce their proliferation or differentiation for the development of the fetus. Within the human body, stem-cell niches maintain adult stem cells in a quiescent state, but after tissue injury, the surrounding micro-environment actively signals to stem cells to promote either self-renewal or differentiation to form new tissues. Several factors are important to regulate stem-cell characteristics within the niche: cell–cell intera (en)
Ниша стволовой клетки — термин, предложенный в 1978 году Р. Скофилдом (Schofield) для микроокружения стволовой клетки, необходимого для её жизнедеятельности и координации её поведения с нуждами организма.Многие исследователи рассматривают нишу как анатомическую субъединицу тканевого компартмента. По современным представлениям ниша — это связующее звено контроля и регуляции между клеткой и целостным организмом. Она: (ru)

rdfs:label

Nicchia staminale (it)
幹細胞ニッチ (ja)
Stem-cell niche (en)
Ниша стволовой клетки (ru)

is dbo:wikiPageWikiLink of