Nature：造血干細(xì)胞具有應(yīng)急能力
日期：2013-04-12 09:25:55
法國科學(xué)家Michael Sieweke領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，造血干細(xì)胞除了保證血細(xì)胞的持續(xù)更新以外，還能夠在緊急情況下生產(chǎn)機(jī)體所需的白細(xì)胞，以便應(yīng)對炎癥或感染。這一研究將有望幫助接受骨髓移植的患者抵御感染，文章于四月十日發(fā)表在Nature雜志上。
我們血液中的細(xì)胞具有供給、清理和防御的功能，但它們的壽命都不長。紅細(xì)胞的平均壽命基本不超過三個(gè)月，血小板的壽命約為十天，而大多數(shù)白細(xì)胞只能存活幾天。因此，機(jī)體必須及時(shí)生產(chǎn)足夠的替代細(xì)胞，而這就是造血干細(xì)胞的工作。造血干細(xì)胞位于骨髓中，每天向血液輸送數(shù)以億計(jì)的新細(xì)胞。為此，造血干細(xì)胞必須一邊增殖一邊分化，生成特化的白細(xì)胞、紅細(xì)胞或血小板等。
多年以來，造血干細(xì)胞分化的觸發(fā)機(jī)制一直吸引著研究者們的注意。此前的研究顯示，干細(xì)胞并非隨機(jī)選取分化路徑，而是在環(huán)境信號和內(nèi)部因子的影響下決定自身的命運(yùn)。那么造血干細(xì)胞是怎樣對緊急事件進(jìn)行正確應(yīng)答，以滿足機(jī)體需要的呢？例如，在機(jī)體受到感染時(shí)，及時(shí)生產(chǎn)足夠的巨嗜細(xì)胞來吞噬入侵微生物。
此前，人們普遍認(rèn)為造血干細(xì)胞不能解碼上述信息，只會(huì)隨機(jī)分化。而Michael Sieweke的研究團(tuán)隊(duì)向人們展示事實(shí)并非如此，造血干細(xì)胞能夠感知這些信號并做出反應(yīng)，生產(chǎn)出最適用于當(dāng)前危機(jī)的細(xì)胞。
“我們發(fā)現(xiàn)，在感染或發(fā)炎時(shí)機(jī)體會(huì)大量產(chǎn)生一類生物分子，這種分子會(huì)直接告訴造血干細(xì)胞機(jī)體所需的分化路徑，”文章的共同作者，Dr. Sandrine Sarrazin說?！斑@就是巨噬細(xì)胞集落刺激因子M-CSF，它會(huì)使PU.1基因激活。PU.1基因是髓系細(xì)胞分化的開關(guān)，該基因的活化能促使造血干細(xì)胞快速分化?！?/SPAN>
“我們用一個(gè)熒光標(biāo)記來指示PU.1的狀態(tài)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和顯微鏡觀察顯示，造血干細(xì)胞應(yīng)答M-CSF會(huì)立刻發(fā)亮，”文章共同作者之一，Noushine Mossadegh-Keller說?！半S后我們證實(shí)，所有發(fā)亮細(xì)胞中的PU.1基因都被激活。說明細(xì)胞接到M-CSF信號后，就立刻改變了自己的身份?！?/SPAN>
研究人員指出，明確這一信號使人們有望在面臨急性感染的患者中，加速特定細(xì)胞的生成。未來人們可以利用M-CSF，在避免產(chǎn)生不利細(xì)胞的同時(shí)，刺激有用細(xì)胞的分化，以幫助免疫系統(tǒng)抵御感染。由于經(jīng)歷了骨髓移植的患者缺乏對感染的防御能力，因此這類研究對他們來說非常重要。
