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血液

造血干细胞具有应急能力

来源:医学论坛网    时间:2013年04月11日    点击数:    5星

法国科学家Michael Sieweke领导的研究团队发现,造血干细胞除了保证血细胞的持续更新以外,还能够在紧急情况下生产机体所需的白细胞,以便应对炎症或感染。这一研究将有望帮助接受骨髓移植的患者抵御感染,文章于四月十日发表在Nature杂志上。

我们血液中的细胞具有供给、清理和防御的功能,但它们的寿命都不长。红细胞的平均寿命基本不超过三个月,血小板的寿命约为十天,而大多数白细胞只能存活几天。因此,机体必须及时生产足够的替代细胞,而这就是造血干细胞的工作。造血干细胞位于骨髓中,每天向血液输送数以亿计的新细胞。为此,造血干细胞必须一边增殖一边分化,生成特化的白细胞、红细胞或血小板等。

多年以来,造血干细胞分化的触发机制一直吸引着研究者们的注意。此前的研究显示,干细胞并非随机选取分化路径,而是在环境信号和内部因子的影响下决定自身的命运。那么造血干细胞是怎样对紧急事件进行正确应答,以满足机体需要的呢?例如,在机体受到感染时,及时生产足够的巨嗜细胞来吞噬入侵微生物。

此前,人们普遍认为造血干细胞不能解码上述信息,只会随机分化。而Michael Sieweke的研究团队向人们展示事实并非如此,造血干细胞能够感知这些信号并做出反应,生产出最适用于当前危机的细胞。

“我们发现,在感染或发炎时机体会大量产生一类生物分子,这种分子会直接告诉造血干细胞机体所需的分化路径,”文章的共同作者,Dr. Sandrine Sarrazin说。“这就是巨噬细胞集落刺激因子M-CSF,它会使PU.1基因激活。PU.1基因是髓系细胞分化的开关,该基因的活化能促使造血干细胞快速分化。”

“我们用一个荧光标记来指示PU.1的状态。动物实验和显微镜观察显示,造血干细胞应答M-CSF会立刻发亮,”文章共同作者之一,Noushine Mossadegh-Keller说。“随后我们证实,所有发亮细胞中的PU.1基因都被激活。说明细胞接到M-CSF信号后,就立刻改变了自己的身份。”研究人员指出,明确这一信号使人们有望在面临急性感染的患者中,加速特定细胞的生成。未来人们可以利用M-CSF,在避免产生不利细胞的同时,刺激有用细胞的分化,以帮助免疫系统抵御感染。由于经历了骨髓移植的患者缺乏对感染的防御能力,因此这类研究对他们来说非常重要。

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