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Cell:維持造血祖細(xì)胞的雙重信號(hào)

日期:2012-01-04 08:39:36

近期來自加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員在果蠅中發(fā)現(xiàn)來自兩種不同的細(xì)胞的雙重信號(hào)對(duì)維持造血祖細(xì)胞平衡起至關(guān)重要的作用。果蠅通過這兩種信號(hào)的互作確保生成適當(dāng)數(shù)量的血液祖細(xì)胞來維持正常的血液供應(yīng)。相關(guān)研究成果發(fā)表1223日的《細(xì)胞》(Cell)雜志上。

 

促成成體果蠅血供細(xì)胞生成的干細(xì)胞樣造血祖細(xì)胞接收到來自附近微環(huán)境中細(xì)胞的信號(hào),這些信號(hào)將祖細(xì)胞維持在干細(xì)胞樣狀態(tài),當(dāng)必要時(shí),它們才啟動(dòng)分化形成血細(xì)胞。文章的共同資深作者、加州大學(xué)洛杉磯分校下屬布羅德夫婦再生醫(yī)學(xué)及干細(xì)胞研究中心(Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research)、人類遺傳學(xué)和兒科學(xué)副教授Julian A. Martinez-Agosto博士說:“微環(huán)境中的細(xì)胞為造血祖細(xì)胞提供了一個(gè)安全的支持環(huán)境。當(dāng)祖細(xì)胞接收到來自微環(huán)境細(xì)胞的信號(hào)時(shí),這些信號(hào)為祖細(xì)胞構(gòu)建出了一個(gè)能維持其潛能而抑制其分化的環(huán)境。”

 

Martinez-Agosto 說,以往的研究表明,當(dāng)移除這些微環(huán)境細(xì)胞時(shí),造血祖細(xì)胞會(huì)發(fā)生不受控制的分化。最終,果蠅將耗盡造血祖細(xì)胞,無法再生成新的血細(xì)胞對(duì)感染或損傷產(chǎn)生免疫反應(yīng)。

 

Martinez-Agosto 及共同資深作者Utpal Banerjee在新研究中發(fā)現(xiàn)了另一些并非來自微環(huán)境細(xì)胞的信號(hào)通路。Banerjee表示,他們證實(shí)這些新信號(hào)是來自造血祖細(xì)胞生成的子細(xì)胞,這是一個(gè)令人驚訝的發(fā)現(xiàn)。

 

Martinez-Agosto Banerjee在研究中發(fā)現(xiàn)一旦造血祖細(xì)胞開始分化,到生成的血細(xì)胞變成熟時(shí),祖細(xì)胞便會(huì)轉(zhuǎn)入靜息狀態(tài),不再增殖。Martinez-Agosto Banerjee認(rèn)為必然存在一種來自子細(xì)胞的信號(hào)告訴了祖細(xì)胞何時(shí)終止增殖和分化。

 

Banerjee說:“這是一個(gè)非常令人驚訝的發(fā)現(xiàn),因?yàn)榇饲盁o人懷疑過這些分化細(xì)胞是否在整個(gè)過程中發(fā)揮了一些作用。一直以來干細(xì)胞生物學(xué)的研究表明來自微環(huán)境細(xì)胞的信號(hào)是維持祖細(xì)胞群的必要條件。現(xiàn)在,我們證實(shí)它還需要來自其子細(xì)胞的信號(hào)。”

 

過去的研究證實(shí)來自微環(huán)境細(xì)胞的 Hedgehog信號(hào)對(duì)維持祖細(xì)胞群起至關(guān)重要的作用。在新研究中,科學(xué)家們證實(shí)生成的子細(xì)胞向祖細(xì)胞回送了一條通過腺苷脫氨酶生長(zhǎng)因子(Adgf-A)介導(dǎo)的信號(hào)。這條信號(hào)通過調(diào)控胞外腺苷的水平,來對(duì)抗 Hedgehog信號(hào)效應(yīng)。

 

“我們的研究證實(shí)腺苷是調(diào)控血液中祖細(xì)胞增殖的重要分子,將腺苷維持在一個(gè)微妙的平衡水平——既為生成血細(xì)胞提供了所需的充足信號(hào),又防止了過量信號(hào)導(dǎo)致的祖細(xì)胞喪失,”Martinez-Agosto說:“有可能其他的祖細(xì)胞或干細(xì)胞也利用了相同的信號(hào)通路來決定何時(shí)開始或終止分化。”

 

研究人員表示,接下來他們將致力于解析祖細(xì)胞在應(yīng)激及損傷條件下對(duì)微環(huán)境中的腺苷的感應(yīng)情況,以及細(xì)胞分裂如何在生物學(xué)上對(duì)抗微環(huán)境信號(hào)促進(jìn)血細(xì)胞生成。


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