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为血液病患者带来更好的疗法,找到了维持造血干细胞的关键因子

◆学术编辑/报告

在最新一期《自然》杂志中,来自加州大学洛杉矶分校(UCLA)的一个研究团队在干细胞领域取得了重要进展。

研究小组确定了人类造血干细胞的关键调控因子,能够显著增强造血干细胞激活后的体外自我更新能力。可移植血液干细胞的增加意味着血液癌症如白血病和许多遗传性血液疾病的治疗有望在未来得到极大改善。

血液干细胞,也称为造血干细胞。它们可以在骨髓中自我更新并分化产生红细胞、白细胞、血小板和其他类型的血细胞。由于造血干细胞的存在,骨髓移植在治疗血液疾病或免疫系统疾病时可以给患者带来新的生命。

虽然骨髓移植的治疗策略几十年来挽救了无数生命,但其局限性也是显而易见的:寻找合适的骨髓捐赠者并不容易。移植到病人体内的细胞可能会被免疫系统排斥。此外,造血干细胞的数量可能不足以成功治疗疾病。

照片来源:Pixabay

为了打破这些治疗限制,一些科学家长期以来一直设想在实验室条件下调节血液干细胞,如基因工程改造患者自身的血液干细胞或控制多能干细胞(分化能力更强的干细胞)生成血液干细胞。

然而,他们遇到了一个很大的障碍:一旦从骨髓中提取的血液干细胞被放入培养皿中,他们很快就会失去自我更新能力,然后要么死亡,要么分化成其他血细胞。

我们如何控制人类造血干细胞在体外维持自我更新?"我们必须克服这个障碍来推进这个领域."汉娜米克科拉教授研究血液干细胞已有20多年,她说。

汉娜米克科拉教授和文森佐卡尔瓦尼斯博士是这项研究的主要作者(照片来源:加州大学洛杉矶分校广义干细胞研究中心)

为此,由米克科拉教授和文森佐卡尔瓦尼斯博士领导的研究小组开始分析当血液干细胞失去自我更新能力时,特别是当它们分化成特定的血细胞如红细胞和白细胞时,哪些基因将被关闭。

从分析结果中,他们发现一个基因的表达与血液干细胞的自我更新潜能密切?喙?:MLLT3。该基因编码的蛋白质在人类胎儿、新生儿和成人造血干细胞中非常丰富。它为血液干细胞维持自我更新能力提供了必要的指导,并与其他调节蛋白一起工作以保持血液干细胞分裂。

然而,在体外培养条件下,这一关键调节因子的活性大大降低。

在这种情况下,如果MLLT3蛋白水平恢复,它能帮助培养皿中的造血干细胞保持自我更新能力吗?实验结果证实了研究者的猜想。

他们使用经过特殊修饰的病毒作为遗传信息的载体,将一种活性MLLT3基因引入血液干细胞。果然,在增加MLLT3的表达后,培养系统中可移植的功能性造血干细胞至少可以增加12倍!

"考虑到治疗病人所需的造血干细胞数量,这是一个很大的数字."米克科拉教授说。

MLLT 3基因过表达后,体外培养的可移植造血干细胞数量显著增加(照片来源:参考[1])

更重要的是,研究人员认为不仅要注意数量的增加。在论文的讨论部分,他们指出,由于细胞分裂本身总是带来突变的风险,更快和更大数量的扩增不是目标,而是希望造血干细胞能够以安全的速度自我更新。该实验的结果表明,MLLT3的激活不会产生异常细胞,该异常细胞可能由于过度增殖或突变而导致白血病。

在确定MLLT3为“血液干细胞的维持因子”后,研究人员说下一步是找出哪些蛋白质和基因影响MLLT3的转换,以及如何用培养成分控制它。有了这些信息,MLLT3就可以用一种对人体更安全的方法来调控,而不是使用病毒载体,这将在未来的临床环境中得到应用。

[2]研究人员发现了控制人类造血干细胞自我更新的蛋白质。检索自2019年11月29日,摘自《新闻编辑室】?_ ga=2.. .本文来自药明康德内容团队,欢迎转发到朋友圈,谢绝转载到其他平台。