对干细胞命运决定因子的竞争作为组织稳态的一种机制

干细胞通过生成分化细胞类型同时自我更新自身群体来维持组织。允许干细胞群体集体运作以控制其密度、维持稳健稳态并从损伤中恢复的机制仍不清楚。受近期实验进展启发，我们在此开发了一种基于可扩散命运决定因子竞争的通用且稳健的干细胞自我更新机制，这些决定因子发挥命运控制作用。利用解析方法与随机模拟，我们表明该机制具有特征性的动态与统计性质，从干细胞密度涨落和恢复过程中的瞬态大规模振荡动力学，到克隆动力学标度、前缘状边界传播以及局部域中自我更新区的动力学“量子化”特征。基于这些发现，我们提出对命运决定因子的竞争提供了一种通用且稳健的机制，干细胞可借此在开放（或“兼性”）微环境 niche 中自组织以实现密度稳态。