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科学家发现微环境如何调节干细胞发育

时间：2022-02-16 17:25:03 来源：

正常小鼠（左）和照射后24小时小鼠（右）在骨髓血管（红色）和基质细胞（白色）中多效蛋白（绿色）的表达。加州大学洛杉矶分校广泛干细胞研究中心/细胞干细胞

加州大学洛杉矶分校埃利和艾迪思大学再生医学与干细胞研究中心以及琼森综合癌症中心的研究人员发现，在休息和受伤后它们的微环境如何支持造血干细胞的重要区别。

身体似乎在健康时期以及在压力或伤害期间（例如，癌症的放射治疗）改变产生单一生长因子的细胞类型。当人们的造血干细胞可能大量枯竭时，该结果可能会对癌症的治疗以及进行某些类型移植的人们产生影响。

该研究由中心成员，加州大学洛杉矶分校戴维·格芬医学院血液学/肿瘤学教授约翰·乔特博士领导。该研究发表在《细胞干细胞》杂志上。

造血或造血干细胞可以分化成各种类型的成熟血液成分-白细胞，红细胞和血小板。它们生活在骨髓的“血管壁ni”中，在那里，不同类型的周围细胞为它们提供支持，部分是通过分泌称为生长因子的化合物来实现的。

加州大学洛杉矶分校的研究集中在一种叫做多效性营养素或PTN的生长因子上。滑道和他的团队先前发现了多效菌素，但尚未确定分泌哪种类型的细胞。

“在干细胞研究中，两个重要的问题是，‘什么是调节干细胞的微环境细胞’和‘它们是如何做到的？’”溜槽说。

为了弄清这一点，研究小组饲养了在各种类型的骨髓细胞中缺乏多效蛋白表达的小鼠-包括排列血管的内皮细胞和构成结缔组织的基质细胞。科学家们预测，内皮细胞不分泌多效蛋白的健康小鼠的骨髓功能最差。但是他们发现了其他东西。

肖特说：“基质细胞中多效性蛋白的缺失导致血液干细胞的耗竭，”。“从内皮细胞，骨细胞和血细胞中删除多效蛋白没有作用。”

接下来，研究小组想看看当动物的身体受到辐射压力时，同样的情况是否会发生。

Chute说：“令人惊讶的发现是，基质细胞的多效性对于辐射后的血液干细胞再生不是必需的，但是内皮细胞的多效性是必需的。”

结果表明，在健康时期维持干细胞取决于基质细胞分泌多效性蛋白。但是为了损伤后的再生，内皮细胞会介入。

肖特说：“在辐射后，血管内皮细胞中多效蛋白的表达增加了。”“尽管发生了改变，但改变的原因还是个谜。”

这些发现可能对化疗和放射治疗有影响，因为化疗和放射治疗会耗尽骨髓干细胞。

“这些针对癌症患者的疗法会随着时间的推移抑制我们的血细胞系统，” Chute说。“有可能向患者服用改良的重组多效蛋白，以加速血细胞再生。这种策略也可能适用于接受骨髓移植的患者。”

另一个基本的结论是，在健康条件下，成血干细胞的行为和控制在压力或伤害期间可能不适用-这是研究人员开发动物模型以研究人类血液疾病的重要课程。

“我们的研究结果更广泛地表明，对于血液系统而言，稳态和再生过程是截然不同的，” Chute说。“更好地了解损伤后控制干细胞恢复的细胞和机制，将使我们更接近于生成造血干细胞来对抗疾病或使患者的造血干细胞再生。”

该研究得到了美国国家心肺血液研究所的支持。美国国家过敏和传染病研究所；加州再生医学研究所领导奖；以及达蒙·鲁尼恩奖学金（Damon Runyon Fellowship Award）。

出版物：Heather A. Himburg等人，“促卵磷脂控制造血干细胞维持和再生的不同骨髓来源”，干细胞，2018年； doi：10.1016 / j.stem.2018.07.003


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