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有些研究人员针对干细胞做研究,目的为重建组织结构,期望能参仿身体某些部位可以自然愈合的过程来寻找重生重要器官的方法;而有些研究人员则将目标锁定在非胚胎干细胞的研究上,这类细胞可以自行更新,适度产生所有特定的细胞型态,他们好奇的是,这些细胞是如何作用的?它们是如何产生新组织?又是在哪个阶段能够决定它们能形成什么样的细胞型态?

一般相信重生的组织是回复到了较年轻的阶段,然而,近期华盛顿大学的研究人员发现,这些重生的细胞并没有变得比较年轻,因为如果这是真的,这些细胞在个体内的分裂速度理论上应当比较快,因为年轻细胞的分裂速度是比老细胞来得快的,不过研究人员发现事实却非如此。

华盛顿大学生物学教授Gerold Schubiger及技术人员Anne Sustar利用果蝇幼虫之成虫盘或成虫芽(imaginal discs)来研究再生系统,成虫盘为幼虫扁平内腔中由上皮袋包裹着的薄圆形组织,它负责传递遗传讯息,决定果蝇成虫体内的组织发育。而每个成虫盘中有极少数的细胞会改变组织最终的命运,例如:原本应重生腿部结构,反而长出翅膀结构,类似这样的型态改变已知称为转决定作用(transdetermination),而研究人员证实了有少部分的这种细胞是具有发展潜力的,就如同干细胞之潜力一般。

以果蝇为例,重生及转决定作用开始于腿部成虫盘弱点处,当一项信号基因活化一项选择者基因后,便在类干细胞区域开始了翅膀发展的过程。Schubiger表示:“在所有的生物体中,选择者基因可以活化或压制其他促进不同器官产生的基因,研究人员想知道的是,这些细胞是在何时、何处及如何改变它们的命运的。”

Schubiger表示:“有许多例子显示,这些信号基因会造成干细胞改变其最终命运,如:老鼠体内大量表现信号基因将使一种肺细胞转变为肠细胞,因此,了解这些信号基因的功能是厘清干细胞如何决定其最终命运的重要关键。”