Nature:造血干细胞具有令人惊讶的应急分化能力
日前,艾克斯-马赛大学等机构的一项最新研究发现,造血干细胞除了保证血细胞的持续更新以外,还能够在紧急情况下生产机体所需的白细胞,以便应对炎症或感染。这一研究将有望帮助接受骨髓移植的患者抵御感染,相关研究论文刊登在了近期出版的《自然》(Nature)杂志上。
多年以来,造血干细胞分化的触发机制一直吸引着研究者们的注意。此前的研究显示,干细胞并非随机选取分化路径,而是在环境信号和内部因子的影响下决定自身的命运。那么造血干细胞是怎样对紧急事件进行正确应答,以满足机体需要的呢?例如,在机体受到感染时,及时生产足够的巨嗜细胞来吞噬入侵微生物。
此前,人们普遍认为造血干细胞不能解码上述信息,只会随机分化。而这项最新研究向人们展示事实并非如此,造血干细胞能够感知这些信号并做出反应,生产出最适用于当前危机的细胞。
研究人员表示,在感染或发炎时机体会大量产生一类生物分子,这种分子会直接告诉造血干细胞机体所需的分化路径,这就是巨噬细胞集落刺激因子M-CSF,它会使PU.1基因激活。PU.1基因是髓系细胞分化的开关,该基因的活化能促使造血干细胞快速分化。
此后,研究人员用一个荧光标记来指示PU.1的状态。动物实验和显微镜观察显示,造血干细胞应答M-CSF会立刻发亮。随后研究人员证实,所有发亮细胞中的PU.1基因都被激活。说明细胞接到M-CSF信号后,就立刻改变了自己的身份。
研究人员指出,明确这一信号使人们有望在面临急性感染的患者中,加速特定细胞的生成。未来人们可以利用M-CSF,在避免产生不利细胞的同时,刺激有用细胞的分化,以帮助免疫系统抵御感染。由于经历了骨髓移植的患者缺乏对感染的防御能力,因此这类研究对患者来说非常重要。
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项目成果
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