西安脂肪干細(xì)胞的可塑性調(diào)控,細(xì)胞的分化是發(fā)育生物學(xué)的核心問(wèn)題，干細(xì)胞的分化發(fā)育貫徹于生命過(guò)程的始終，從受精卵發(fā)育開(kāi)始，干細(xì)胞的分化發(fā)育就開(kāi)始啟動(dòng)，定向分化是不同類(lèi)型的組織和器官生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)。生命誕生后，各種組織細(xì)胞都存在生理性的衰老死亡，為維持生命的連續(xù)性和組織器官功能的完整性，機(jī)體建立了一套完整的干細(xì)胞分化調(diào)節(jié)機(jī)制，不斷更新和補(bǔ)充各種功能細(xì)胞的丟失。凡需要不斷產(chǎn)生新的分化細(xì)胞以及分化細(xì)胞本身不能分裂的組織或細(xì)胞，都需要干細(xì)胞來(lái)維持。西安脂肪干細(xì)胞的職能不是執(zhí)行已分化的功能，而是產(chǎn)生具有分化功能的細(xì)胞。干細(xì)胞分化發(fā)育機(jī)制的激活在損傷性修復(fù)過(guò)程中也起關(guān)鍵作用。干細(xì)胞處于特定的三維空間環(huán)境中，其發(fā)育分化受所處微環(huán)境的嚴(yán)格調(diào)控，接受周?chē)h(huán)境中的三維信號(hào)，包括細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞因子等，干細(xì)胞所處環(huán)境中的各種物理、化學(xué)因素均對(duì)干細(xì)胞的分化發(fā)育產(chǎn)生影響。正常情況下，干細(xì)胞處于一個(gè)由如珍藏珠寶的“壁龕”結(jié)構(gòu)中，受到周?chē)?xì)胞的嚴(yán)格保護(hù)。“壁龕”( niche)的概念提出是在造血組織中，即控制干細(xì)胞命運(yùn)的外在因素選擇性地組成了干細(xì)胞的微環(huán)境。這個(gè)壁龕在細(xì)胞群不對(duì)稱(chēng)分裂的組織、保守的不對(duì)稱(chēng)的干細(xì)胞、干細(xì)胞的子代細(xì)胞及周?chē)?xì)胞間的復(fù)雜的相互作用、局部和遠(yuǎn)端的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中具有重要的作用。干細(xì)胞不僅存在著時(shí)間上的分化，同時(shí)還存在著空間上的分化。單細(xì)胞的生物僅有時(shí)間上的分化，而高等生物細(xì)胞既有時(shí)間上的分化又有空間上的分化。多細(xì)胞生物的細(xì)胞分化是個(gè)體形態(tài)發(fā)生的基礎(chǔ)，依賴(lài)于各部分細(xì)胞基因表達(dá)的時(shí)-空關(guān)系，而時(shí)-空關(guān)系早已由生物體的遺傳性規(guī)定了嚴(yán)格的程序和模式，西安脂肪干細(xì)胞因此，分化是處在基因的調(diào)節(jié)作用下，同時(shí)也受其環(huán)境因素的影響。高等動(dòng)物因其胚胎發(fā)育的外環(huán)境以及成體發(fā)育的內(nèi)環(huán)境比較恒定，所以細(xì)胞的分化更多地直接由基因支配。細(xì)胞外基質(zhì)成分的改變會(huì)影響干細(xì)胞的分化，如整合素在其中起重要作用。當(dāng)干細(xì)胞的微環(huán)境發(fā)生改變?nèi)鐡p傷時(shí)，胞外某些信息可通過(guò)整合素αβ、α、β5及α、β6等傳遞給干細(xì)胞，以觸發(fā)跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，調(diào)控細(xì)胞的基因表達(dá)。這一過(guò)程不僅可以改變干細(xì)胞的分裂方式，而且也激活干細(xì)胞的多潛能性，使干細(xì)胞產(chǎn)生一種或多種定向祖細(xì)胞，以適應(yīng)組織修復(fù)的需要。因此，不同干細(xì)胞的微環(huán)境有其特定作用，同時(shí)不同的微環(huán)境之間組成了一定的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，共同地調(diào)節(jié)著干細(xì)胞的命運(yùn)。

從發(fā)生機(jī)制上來(lái)看，干細(xì)胞并不直接分化產(chǎn)生終末分化細(xì)胞，而是先分化成短暫擴(kuò)增細(xì)孢(transient amplifying cell)，短暫擴(kuò)增細(xì)胞有定向分化成某種終末分化細(xì)胞的能力，或是分化成定向祖細(xì)胞(committed progenitors)。短暫擴(kuò)增細(xì)胞再經(jīng)過(guò)幾次到十幾次不等的分裂后定向分化，進(jìn)一步可分化為有絲分裂后細(xì)胞(post-mitotic cells)及終末分化細(xì)胞(terminally differentiated cells)。短暫擴(kuò)增細(xì)胞的存在說(shuō)明組織靠較少量的干細(xì)胞分裂為很多的子代分化細(xì)胞。

一般認(rèn)為干細(xì)胞分化產(chǎn)生其子代細(xì)胞的過(guò)程中有兩種機(jī)制。其一，傳統(tǒng)認(rèn)為干細(xì)胞通過(guò)不對(duì)稱(chēng)分裂產(chǎn)生其后代，產(chǎn)生一個(gè)新的干細(xì)胞和一個(gè)經(jīng)歷分化的子代細(xì)胞。一般來(lái)說(shuō)，單細(xì)胞生物和無(wú)脊椎動(dòng)物以此種方式進(jìn)行分化。另一種是一高度調(diào)節(jié)性的機(jī)制，具有定的概率性，干細(xì)胞通過(guò)這種方式產(chǎn)生其子代干細(xì)胞和定向祖細(xì)胞，大多數(shù)哺乳動(dòng)物的組織以這種方式進(jìn)行自我更新。在靜止?fàn)顟B(tài)下，每個(gè)干細(xì)胞分化均等地產(chǎn)生一個(gè)新的干細(xì)胞和一個(gè)定向祖細(xì)胞，但是，在細(xì)胞群體的水平上而不是在細(xì)胞個(gè)體的水平上卻表現(xiàn)出不對(duì)稱(chēng)分裂。更進(jìn)一步來(lái)講，在有些組織中可能表現(xiàn)為單個(gè)細(xì)胞行為的連續(xù)性，干細(xì)胞和其定向祖細(xì)胞處于一連續(xù)分裂的相對(duì)位置上，而在群體上表現(xiàn)為干細(xì)胞群和定向祖細(xì)胞群的不連續(xù)性。西安脂肪干細(xì)胞盡管這兩個(gè)機(jī)制明顯不同，但是都涉及多重的反饋調(diào)控機(jī)制和細(xì)胞間的相互作用機(jī)制。群體的不連續(xù)分裂機(jī)制滿(mǎn)足了機(jī)體的多種生理需要，如當(dāng)機(jī)體受到創(chuàng)傷后，對(duì)血液細(xì)胞和表皮細(xì)胞的需要量增加。然而，通過(guò)對(duì)非干細(xì)胞類(lèi)子代細(xì)胞調(diào)節(jié)因子的異位表達(dá)，表明了傳統(tǒng)機(jī)制具有潛在的靈活性。