無論在何種組織中,成體幹細胞的數量通常都維持在一個相對較低的恒定水平。鑒於成體幹細胞具有活躍的分裂能力,這些細胞的失控將會對動植物造成致命的傷害。另一方麵,每一個幹細胞都需要進行自我更新,並產生具有快速分裂與分化能力的子細胞——祖細胞,從而進一步產生大量細胞,以組成功能器官或組織。為了對骨髓中的類似現象進行解釋,雷·斯科菲爾德(Ray Schofield)提出了一個假設,即幹細胞聚集在一個特化的部位或龕中。幹細胞龕由一組細胞所構成,可以為幹細胞提供適宜的微環境(如圖17所示),類似於“大本營”的作用。幹細胞龕可以將幹細胞很好地保護起來,成為機體持續性組織再生的儲存庫,並通過調控幹細胞自我更新與分化之間的平衡,在其命運控製與數量維係等方麵起到至關重要的作用。在大多數情況下,位於幹細胞龕中的成體幹細胞處於休眠狀態,隻有當細胞從微環境中接收到刺激信號時才會進行分裂。但目前關於這一信號的具體分子基礎仍不清楚。當幹細胞進行分裂後,子細胞中的其中一個將作為幹細胞繼續留在幹細胞龕中,而另一個子細胞將離開幹細胞龕並快速分裂分化形成成熟細胞。如果微環境受到進一步刺激,例如施加生長促進蛋白,則可以大大加快該過程的速度。幹細胞龕模型已經在部分係統(例如果蠅卵巢、植物子房以及哺乳動物的結腸隱窩)的幹細胞相關研究中得到了證實,但其是否適用於所有幹細胞仍不清楚。
圖17 幹細胞龕的一個簡單模型
龕中的細胞處於休眠狀態,直到其被特定刺激喚醒(目前尚未完全闡明)。完成分裂後,幹細胞龕隻能容納一個子細胞,而其餘的細胞則成為祖細胞,繼續分裂並轉化形成大量完全分化的細胞