科学家发现了造血干细胞自我更新所需的“缺失部分”

这项研究可能有助于挽救生命的干细胞移植更容易实现
Dr. 汉娜Mikkola和朱莉娅·阿瓜德·戈尔戈里奥
朱莉娅·阿瓜德·戈尔戈里奥(左)和Dr. 来源:皇冠hga025大学洛杉矶分校Broad干细胞研究中心

关键的外卖

  • 造血干细胞具有自我更新的能力。造血干细胞是用于挽救血癌、血液和免疫疾病的移植治疗的关键, 但在实验室培养皿中很快就失去了这种能力.
  • 皇冠hga025大学洛杉矶分校的科学家们在实验室培养皿中发现了一种蛋白质,它不仅能使血液干细胞自我更新, 但也允许这些扩大的细胞在移植到小鼠模型后有效地发挥作用.  
  • 这一发现有助于使更多的人能够进行血液干细胞移植,并提高使用这些细胞的基因疗法的可及性和安全性.

皇冠hga025大学洛杉矶分校的科学家们发现了一种蛋白质,这种蛋白质通过帮助人类血液干细胞感知和解读来自环境的信号,在调节人类血液干细胞自我更新方面发挥着关键作用.

这项研究中, 发表于《皇冠hga020电脑版》, 使研究人员离在实验室培养皿中扩增血液干细胞的方法又近了一步, 哪一种方法可以使挽救生命的干细胞移植更容易获得,并提高血液干细胞治疗的安全性, 比如基因疗法.

造血干细胞, 也被称为造血干细胞, 有能力通过一种叫做自我更新的过程复制自己吗, 并且可以分化产生体内所有的血液和免疫细胞. 几十年来,, 这些细胞的移植已被用于挽救血癌(如白血病)和各种其他血液和免疫疾病的生命.

然而,造血干细胞移植有明显的局限性. 找到一个合适的供体可能很困难, 特别是对于非欧洲血统的人, 可用于移植的干细胞数量太少,无法安全治疗一个人的疾病.   

这些限制仍然存在,因为血液干细胞从体内取出并置于实验室培养皿中,很快就会失去自我更新的能力. 经过几十年的研究,科学家们已经非常接近解决这个问题了.

“我们已经知道如何制造出看起来像血液干细胞的细胞,并具有它们的所有特征, 但是当这些细胞用于移植时, many of them still don’t work; there’s something missing,” Dr. 汉娜Mikkola他是这项新研究的资深作者,也是该组织的成员 皇冠hga025大学洛杉矶分校再生医学和干细胞研究中心的Eli和edybroad.

找出阻止这些造血干细胞样细胞充分发挥功能的缺失部分, 朱莉娅·阿瓜德·戈尔戈里奥, 该论文的第一作者和共同通讯作者, 分析测序数据,以确定血液干细胞在实验室培养皿中被沉默的基因. 一个这样的基因, MYCT1, 哪一种基因编码相同名称的蛋白质, 对这些细胞的自我更新能力至关重要.

他们发现MYCT1调节一种称为内吞作用的过程, 在血液干细胞如何从环境中接收信号,告诉它们何时自我更新的过程中,哪个因素起着关键作用, 什么时候要区分,什么时候要安静.

“当细胞感知到信号时, they have to internalize it and process it; MYCT1 controls how fast and how efficiently blood stem cells perceive these signals,阿瓜德·戈尔戈里奥说, 米科拉实验室的助理项目科学家. 如果没有这种蛋白质, 来自细胞环境的信号从低语变成尖叫,细胞变得紧张和失调.”

研究人员将MYCT1与现代汽车中的传感器进行了比较,后者可以监控附近的所有活动,并有选择地在适当的时候将最重要的信息传递给司机, 帮助决定何时安全转弯或变道. 没有MYCT1, 血液干细胞就像焦虑的司机, 习惯了依赖这些传感器, 突然发现自己迷失了方向.

下一个, 研究人员使用一种病毒载体重新引入MYCT1,看看它的存在是否能在实验室培养皿中恢复血液干细胞的自我更新. MYCT1的修复, 他们发现, 不仅使造血干细胞在培养过程中压力较小,能够自我更新,而且在移植到小鼠模型中后,这些扩增的细胞也能有效地发挥功能.

作为下一步, 该团队将调查MYCT1基因沉默发生的原因, 然后, 如何在不使用病毒载体的情况下防止这种沉默, 哪一种在临床使用更安全.  

“如果我们能找到一种方法,在培养和移植后维持血液干细胞中MYCT1的表达, 它将打开大门,最大限度地发挥该领域所有其他显著的进步,米克拉说, 谁是分子学的教授, 皇冠hga025大学洛杉矶分校的细胞和发育生物学教授 皇冠hga025大学洛杉矶分校健康约翰逊综合癌症中心. “这不仅将使血液干细胞移植更容易获得和有效,而且还将提高利用这些细胞的基因疗法的安全性和可负担性。.”

这项工作得到了美国国立卫生研究院的支持, 瑞士国家科学基金会, 欧洲分子生物学组织, 皇冠hga025大学洛杉矶分校琼森癌症中心基金会, 詹姆斯B. 彭德尔顿慈善信托基金, 麦卡锡家族基金会, 皇冠hga025再生医学研究所, 皇冠hga025大学洛杉矶分校艾滋病研究所, 西达斯-西奈医学中心理事会再生医学研究所, 英国皇家学会, 威康基金会和皇冠hga025大学洛杉矶分校Broad干细胞研究中心的干细胞培训项目.