眾所周知，造血干細胞——血細胞的前體——很難在培養(yǎng)皿中生長，而培養(yǎng)皿是基礎(chǔ)研究的關(guān)鍵工具。加州大學圣地亞哥分校醫(yī)學院的科學家們已經(jīng)確定了潛在的問題，并開發(fā)了一種保持培養(yǎng)細胞健康的方法。他們說，這些發(fā)現(xiàn)對于尋求干細胞移植的患者來說是個好消息——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，供體干細胞并不總是可供需要它們的患者使用。
“即使對于接受干細胞治療的患者來說，移植更多的細胞也會減少并發(fā)癥并增加總體成功的機會，”加州大學圣地亞哥醫(yī)學院醫(yī)學助理教授、資深作者羅伯特·西格納博士說。
當其他研究人員試圖通過在培養(yǎng)皿中重建骨髓環(huán)境來培養(yǎng)造血干細胞時，Signer 的團隊轉(zhuǎn)而詢問是什么內(nèi)部機制使細胞開始不健康，他們能否直接糾正這一過程?
主要作者、研究期間 Signer 實驗室的博士后 Miriama Kruta 博士及其同事發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)皿的外來環(huán)境中，干細胞開始產(chǎn)生過多的蛋白質(zhì)，從而造成極度壓力。壓力狀態(tài)會激活熱休克反應(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。通過將這些添加到培養(yǎng)物中，熱休克途徑的增強活性有助于重新平衡細胞的平衡狀態(tài)或體內(nèi)平衡。
“現(xiàn)在，我們可以在很長一段時間內(nèi)在培養(yǎng)物中保存高質(zhì)量的干細胞，”Signer 說。“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胞中均顯示出通過增強的HSF1激活恢復(fù)蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)。Signer 說，下一步是測試這些小分子如何影響移植系統(tǒng)中人類干細胞的結(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，它還可以在衰老過程中保持干細胞在其天然骨髓中的健康。雖然HSF1在年輕人的干細胞中不活躍，但它在中年人和老年人中被開啟。
“HSF1在衰老過程中被激活以保持干細胞健康，”Signer 說。“蛋白質(zhì)損傷會在衰老過程中損害干細胞，并且可能會破壞老年人的血液和免疫細胞的產(chǎn)生。”Signer 表示，超級激活的HSF1可能最終用于改善衰老過程中的干細胞和組織功能，以預(yù)防血液疾病并提高老年人的免疫力。
標簽： 干細胞
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