人體細胞需要的了解其周圍的環(huán)境，來自一個方向的信號也許會導致細胞作出針對其它方向信號*不同的應答。然而不幸的是，對于研究人員來說，這些關鍵的方向線索在他們將細胞從天然環(huán)境中取出，放到營養(yǎng)物質(zhì)和生長因子的人工培養(yǎng)基里的時候，就已經(jīng)丟失了。

來自美國斯坦福大學醫(yī)學院和霍華德休斯醫(yī)學院的研究人員近期研發(fā)出了一種新方法，能模擬正常細胞空間環(huán)境的信號傳導。

利用這種方法，研究人員發(fā)現(xiàn)在人類胚胎干細胞細胞膜上有一種“現(xiàn)在進行分裂”信號，這種信號的位置能調(diào)控細胞平面分裂開始的位置。而且這也決定了兩個子細胞中哪一個將保持干細胞特性，用于替換或修復受損組織。

這項研究提出了一種的，實時觀測的方法，能解析了一個單干細胞在決定何時和如何進行分裂，以及其子細胞將會變成什么。而且這也不僅局限于干細胞。

“在機體中，每個細胞可能都是在不同方法生長并分化的，”文章的通訊作者，發(fā)育生物學教授 Roeland Nusse說，“如果沒有這個指導，特異性細胞將會出現(xiàn)在錯誤的地點。現(xiàn)在，我們可以實時研究單個哺乳動物細胞的分化，觀察它們是如何有方向性的分裂和分化的。”

干細胞具有*的特性——既能自我更新，又能產(chǎn)生分化成各種細胞類型的祖細胞，一個單干細胞可以分裂為兩個新的干細胞，這一過程被稱為非對稱分裂，會產(chǎn)生一個干細胞和一個祖細胞。原來的母細胞變成了兩個新的子細胞，這種方法能確保干細胞在發(fā)育或傷口愈合期間不會被耗盡。

不過當這些細胞在實驗室中生長的時候，情況就不同了，研究人員通常會選擇一些偏向性生長條件：自我更新或分化成特殊細胞類型。這些生長或分化的信號會同時影響所有的細胞，就不可能檢測出這些信號的位置如何以及是否會影響zui終結果了。

研究人員推測，這種距離信號的遠近引起了子細胞功能的區(qū)別。“我們發(fā)現(xiàn)這兩個過程：分裂和分化是相互耦合的，”Nusse說，“當然在現(xiàn)實生活中，細胞要同時接觸很多信號。但通過分析一種蛋白，一個細胞，我們能清楚的了解到，細胞的分裂與Wnt信號來源是對應的，一個靠近信號的子細胞保持著多能性，而遠一些的則會分化。”