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本文概述

涡虫所有细胞的10%是干细胞

三角涡虫干细胞是“全能干细胞”，可以分化成所有细胞

漩涡是一种体长约1-3厘米的生物，正被用于研究，以获得再生医学实际应用的线索。

在本文中，我们将解释涡虫在干细胞研究中的基本机制。

目录

1.涡虫的再生能力

2.三角涡虫全身都有干细胞

3.涡虫干细胞的分离

4.干细胞的分子机制

1.涡虫的再生能力

这种叫涡虫的生物以“再生能力”著称。它被切成两半后，被切割的身体将再生为两个个体。很多人可能会记得，因为它出现在初中科学课本上。自1900年以来，这种大菱鲆的再生已得到证实，并已研究了100多年。

漩涡又名涡虫，生活在淡水、海水和湿地中。它属于扁形动物，涡虫是涡虫纲以外的扁形动物，多为寄生虫，如绦虫、扁形涡虫等。

这一类动物种类繁多，有些地方的分类和名称不明确。在日本，被称为涡虫的种类分为涡虫科、涡虫科和旋毛虫科。

这种大菱鲆有很强的再生能力。如果把身体切成三部分，从头至腹、从腹至底、从尾至头、从中段至头尾都会再生。换句话说，不仅身体会再生，而且它可以根据身体的方向正确地再生。这个方向被称为“极性”，但正确再现这种极性的机制仍不清楚，目前正在研究中。

即使制作了100多个片段，虽然再生速度不同，但据报道，所有片段都可以再生。然而，它不能从咽部或眼睛周围再生。另外，在尝试切割时，如果大菱鲆没有处于饥饿状态，其体内的消化液会分解身体。

漩涡对环境有很强的适应能力，比如无性繁殖和有性繁殖。

2.三角涡虫全身都有干细胞

如果用高倍显微镜观察涡虫，会发现有细胞核大、细胞质小的细胞遍布。这种“大核小浆”的细胞是未分化细胞，即干细胞可能性高的细胞。

如果辐射照射在涡虫上，细胞核大的细胞就会消失。这也是未分化细胞的特征。分化的细胞会抑制增殖或消失，并发挥每个细胞的作用。另一方面，未分化细胞一般具有较高的增殖能力，不断分裂增殖细胞。

当细胞分裂时，它们需要DNA复制。如果辐射照射到那个细胞，DNA就会变异，诱发细胞死亡。因此，干细胞等未分化细胞对辐射的特性较弱。

这个未分化的细胞估计是干细胞。因为干细胞遍布全身，可以预期无论如何切断涡虫都会再生，但如果再生的片段超过100个，那么全身就需要相当数量的干细胞。此外，因为它是完全再生的，所以可以预期涡虫所拥有的干细胞是全能干细胞，无论任何细胞都可以分化。

3.涡虫干细胞的分离

日本京都大学的研究团队试图从涡虫中分离干细胞。通过细胞测序技术分离出干细胞，经x光照射证实为干细胞。调查细胞数量后发现，涡虫所有细胞中有10%是干细胞。

经过进一步分析，确认涡虫的干细胞有两种，一种是大量分裂细胞的干细胞，另一种是静止状态下不分裂细胞的干细胞，即冬眠状态下的干细胞。而且，这两类干细胞的分布趋势是不同的。冬眠的干细胞在表皮一侧，内部有大量进行细胞分裂的干细胞。

关于这两种干细胞为什么存在的假说已经提出。静止的干细胞具有管理者的功能，只有在必要时才会分裂。大量复制的细胞进行细胞分裂，这是基于提供干细胞的假设，目前正在研究中。

然而，如果给予信号，静止的干细胞可能会开始细胞分裂。因此，研究团队预测涡虫体内有一个微小的环境，将干细胞与周围环境分离，并维持静止期。这是一种机制，只有在必要的时候才能将隔墙拆除，并且可以管理细胞进行复制和产生干细胞，并且可以供应必要的干细胞。

而且我们也知道涡虫的干细胞可以分为细胞增殖的干细胞和静止的干细胞两种，piwi基因的出现是必须的。没有piwi基因的发现，两种在细胞分裂中性格迥异的细胞就无法维持干细胞的特性。

4.干细胞的分子机制

Piwi基因最早发现于果蝇的生殖细胞，是维持生殖细胞特性的重要基因。真核生物的基因组中有一个基因叫转录调节子，它起着重要的作用。因为只有分化细胞的类型也有转移调节子组的调节方式的类型，DNA的微小变异也会有很大的影响。

这种转录调节因子在生殖细胞中的自由运动增加了遗传信息不能准确传递给后代的可能性。Piwi已被证明通过抑制转录调节因子的表达来保护生殖细胞DNA免受转录调节因子基因突变的影响。

有了这个理论，可以理解，Piwi对于干细胞也是非常重要的。干细胞可以分化成多种细胞，同时充当主数据，就像涡虫的静态干细胞一样。当转录调节因子引起干细胞DNA突变时，干细胞可能无法正确分化。为了避免这种情况，认为piwi在干细胞中也有表达，其功能是抑制转录调节因子引起的DNA突变，使DNA保持正确的序列。

当突变被引入到脱氧核糖核酸中时，携带突变的脱氧核糖核酸细胞可能会因细胞死亡而从活体中移除。这是因为凋亡系统中包含的DNA检查功能起作用。然而，这种检查功能忽略的突变有细胞分裂或增殖的风险。因此，细胞除了具有DNA检查的功能外，还具有抑制导致DNA突变的机制的系统。

能分化成所有细胞的“全能干细胞”，如涡虫干细胞，必须具备分化成所有细胞的能力。当分化为每个细胞时，调节基因表达的“转录调节因子”的功能非常重要。因为转录调控组只对分化的细胞类型有不同的调控模式，所以即使是DNA中的小突变也起着很大的作用。

100多年的研究解释了涡虫的再生，揭示了复杂的基因转录调控机制是如何正确工作的，准确表达目的基因，合成所需蛋白的干细胞机制的一部分。对人类、老鼠等非哺乳动物，以及涡虫、果蝇等生物的研究还在积极进行，因为可以从各个角度进行研究，经常可以找到可以应用于人类的研究成果。因为干细胞存在于许多动物中，所以已经在许多动物中进行了研究。原文来自:http://mycell.net.cn