Stem cell population asymmetry can reduce rate of replicative aging

بافت های دوچرخه سواری مانند اپیتلیوم روده، خط جدایی و فولیکول های مو، نیاز به شار ثابت سلول های متمایز دارند. این بافت ها توسط یک جمعیت از سلول های بنیادی نگهداری می شوند که باعث ایجاد تمایز متفاوتی و خود تجدید می شوند. تقسیم نامتقارن هر سلول بنیادی به یک سلول بنیادی و یک سلول متمایز می تواند هر دو کار را انجام دهد. با این حال، در بافت دوچرخه سواری پستانداران، برخی از سلول های بنیادی به طور متقارن به دو سلول متمایز تقسیم می شوند و توسط یک همسایه جایگزین می شوند که تقریبا به دو سلول بنیادی تقسیم می شود. علاوه بر این ناهمگونی در سرنوشت (عدم تقارن جمعیت)، سلول های بنیادی همچنین میزان انتشار ناهمگن را نشان می دهند؛ در دراز مدت، با این حال، تمام سلول های بنیادی با همان میزان متوسط ​​(انعطاف پذیری) گسترش می یابند. ما یک مدل ریاضی بر اساس این مشاهدات تجربی ساختیم و شبیه سازی کردیم. ما نشان می دهیم که دینامیک حالت پایدار پیچیده سلول های بنیادی نامتقارن جمعیت باعث کاهش میزان پیری مجدد بافت می شود که به طور بالقوه باعث کاهش شیوع جهش های اجتماعی و بیماری های ژنتیکی مانند سرطان می شود. اساسا، سلول های بنیادی آهسته تقسیم سلول ها را گسترش می بخشد و خنثی می کنند و سلول های سریع تر تقسیم می شوند که اکثریت بار نسبی نسبی را به خود اختصاص داده اند. همانطور که تعداد سلولهای جداشده آهسته رشد می کنند، نرخ چرخش آنها افزایش می یابد، و در نهایت آنها را به تقسیم سریع تبدیل می کنند، که خودشان با جایگزین های آهسته به تازگی ظهور می کنند. ما در حال فراتر از آزمایش های جاری هستیم، ما پیشنهاد می کنیم یک مکانیسم برای توانمندی که می تواند به طور بالقوه میزان پوسیدگی تکراری را دو برابر کند. نتایج ما اهمیت درک سطح جمعیت از سلول های بنیادی را برجسته می کند و ممکن است شیوع نامتقارن جمعیت را در طیف گسترده ای از بافت های دوچرخه سواری توضیح دهد.