作者:宋檢 時間:2022-12-12 來源:互聯網
*新一期《自然》雜志上,加州大學洛杉磯分校(UCLA)的一支研究團隊帶來一項干細胞領域的重要進展。
研究小組鑒定出了人類血液干細胞的關鍵調節因子,激活后可以顯著提升血液干細胞在體外的自我更新能力。可移植的血液干細胞增多,意味著白血病等血液癌癥、諸多遺傳性血液疾病的治療有望在將來得到*大改善。
血液干細胞,也叫造血干細胞。它們在骨髓中可以自我更新,并分化產生紅細胞、白細胞、血小板等各種類型的血細胞。正因為有血液干細胞的存在,治療血液疾病或免疫系統疾病時,骨髓移植可以為患者帶來新生。
盡管骨髓移植的治療策略已經在幾十年里挽救了無數生命,然而它的局限性也很明顯:找到適合的骨髓捐獻者就不容易;移植到患者體內的細胞可能會遭到免疫系統的排斥;而且,造血干細胞的數量有可能不夠,不足以成功治療疾病。為了打破這些治療局限,一些科學家早就設想在實驗室條件下調控血液干細胞,例如用基因工程改造患者自身的血液干細胞,或者控制多能干細胞(分化能力更強的干細胞)產生血液干細胞。然而,他們遇到了一個*大的障礙:從骨髓中取出的血液干細胞放入培養皿后,很快就會失去自我更新能力,然后要么死亡,要么分化為其他血細胞。如何才能控制人類血液干細胞在體外環境保持自我更新?“我們必須克服這一障礙才能推動這個領域向前發展。”研究血液干細胞已有二十多年的HannaMikkola教授說。為此,Mikkola教授和VincenzoCalvanese博士領銜的研究小組開始分析,在把血液干細胞放入培養皿培養后,它們在失去自我更新能力時會關閉哪些基因,特別是在分化為紅細胞、白細胞等特定的血細胞時會關閉哪些基因。
從分析結果中,他們發現有個基因的表達與血液干細胞的自我更新潛力密切相關:MLLT3。這個基因編碼的蛋白在人類胎兒、新生兒和成人的血液干細胞中非常豐富,為血液干細胞維持自我更新能力提供必要指導,與其他調節蛋白共同作用,使血液干細胞保持細胞分裂。然而,在體外培養條件下,這種關鍵調控因子的活性大大下降。既然如此,如果恢復MLLT3蛋白的水平,是不是可以幫助培養皿中的血液干細胞維持自我更新能力呢?實驗結果驗證了研究人員的猜想。利用特殊修飾的病毒作為遺傳信息的載體,他們把一個活躍的MLLT3基因送入血液干細胞。果然,提高MLLT3的表達后,培養體系中可移植的功能性血液干細胞至少可以增加12倍!“考慮到治療一名患者所需的血液干細胞數量,這是一個很大的數目。”Mikkola教授說。更重要的是,研究人員認為不僅要關注數量上的增加。他們在論文的討論部分指出,由于細胞分裂本身總會帶來突變的風險,更快、更大的數量擴增并不是目標,而是更希望血液干細胞以安全的速率自我更新。此次實驗結果顯示,激活MLLT3沒有因為增殖過多或突變產生可能導致白血病的異常細胞。
在確定MLLT3為“血液干細胞的維持因子”之后,研究人員表示下一步還要找出哪些蛋白質和基因影響MLLT3的開關,以及如何用培養成分對其控制。有了這些信息,可以無需使用病毒載體,而是用對人體更安全的方法來調控MLLT3,將來應用于臨床環境。
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