眾所周知，造血干細(xì)胞——血細(xì)胞的前體——很難在培養(yǎng)皿中生長(zhǎng)，而培養(yǎng)皿是基礎(chǔ)研究的關(guān)鍵工具。加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們已經(jīng)確定了潛在的問(wèn)題，并開(kāi)發(fā)了一種保持培養(yǎng)細(xì)胞健康的方法。他們說(shuō)，這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于尋求干細(xì)胞移植的患者來(lái)說(shuō)是個(gè)好消息——并且可能暗示著一種抵御衰老的新方法。
研究結(jié)果將發(fā)表在 2021 年 8 月 12 日的Cell Stem Cell在線期刊上。
在骨髓移植中，造血干細(xì)胞被靜脈注入，以重建骨髓或免疫系統(tǒng)受損患者的血液生產(chǎn)。該程序用于治療白血病、淋巴瘤、再生障礙性貧血和免疫缺陷疾病等疾病。然而，供體干細(xì)胞并不總是可供需要它們的患者使用。
“即使對(duì)于接受干細(xì)胞治療的患者來(lái)說(shuō)，移植更多的細(xì)胞也會(huì)減少并發(fā)癥并增加總體成功的機(jī)會(huì)，”加州大學(xué)圣地亞哥醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)助理教授、資深作者羅伯特·西格納博士說(shuō)。
當(dāng)其他研究人員試圖通過(guò)在培養(yǎng)皿中重建骨髓環(huán)境來(lái)培養(yǎng)造血干細(xì)胞時(shí)，Signer 的團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)而詢問(wèn)是什么內(nèi)部機(jī)制使細(xì)胞開(kāi)始不健康，他們能否直接糾正這一過(guò)程?
主要作者、研究期間 Signer 實(shí)驗(yàn)室的博士后 Miriama Kruta 博士及其同事發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)皿的外來(lái)環(huán)境中，干細(xì)胞開(kāi)始產(chǎn)生過(guò)多的蛋白質(zhì)，從而造成極度壓力。壓力狀態(tài)會(huì)激活熱休克反應(yīng)，這是一種由熱休克因子 1 (HSF1) 調(diào)節(jié)的高度保守的減壓途徑。研究人員確定了兩種不同的小分子，它們可以超激活HSF1基因。通過(guò)將這些添加到培養(yǎng)物中，熱休克途徑的增強(qiáng)活性有助于重新平衡細(xì)胞的平衡狀態(tài)或體內(nèi)平衡。
“現(xiàn)在，我們可以在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)在培養(yǎng)物中保存高質(zhì)量的干細(xì)胞，”Signer 說(shuō)。“我們希望提高的質(zhì)量能夠改善臨床結(jié)果。”
在小鼠和人類造血干細(xì)胞中均顯示出通過(guò)增強(qiáng)的HSF1激活恢復(fù)蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)。Signer 說(shuō)，下一步是測(cè)試這些小分子如何影響移植系統(tǒng)中人類干細(xì)胞的結(jié)果。
研究人員發(fā)現(xiàn)熱休克通路不僅在培養(yǎng)皿中很重要，它還可以在衰老過(guò)程中保持干細(xì)胞在其天然骨髓中的健康。雖然HSF1在年輕人的干細(xì)胞中不活躍，但它在中年人和老年人中被開(kāi)啟。
“HSF1在衰老過(guò)程中被激活以保持干細(xì)胞健康，”Signer 說(shuō)。“蛋白質(zhì)損傷會(huì)在衰老過(guò)程中損害干細(xì)胞，并且可能會(huì)破壞老年人的血液和免疫細(xì)胞的產(chǎn)生。”Signer 表示，超級(jí)激活的HSF1可能最終用于改善衰老過(guò)程中的干細(xì)胞和組織功能，以預(yù)防血液疾病并提高老年人的免疫力。
標(biāo)簽： 干細(xì)胞
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