子科生物報道:zhong所周知,造血干細胞(血細胞的前體)很難在培養皿中培養,而培養皿是基礎研究的關鍵工具。加州大學圣地亞哥分校醫學院的科學家們已經發現了潛在的問題,并開發了一種保持培養細胞健康的方法。他們說,這些發現對尋求干細胞移植的病人來說是一個好消息,并且可能暗示了一種防止衰老的新方法。
該研究結果將發表在2021年8月12日的Cell Stem Cell網絡版上。
在骨髓移植中,通過靜脈注入造血干細胞來重建骨髓或免疫系統受損的患者的血液生產。該手術被用于治療白血病、淋巴瘤、再生障礙性貧血和免疫缺陷疾病。然而,供體干細胞并非總能提供給需要的患者。
“即使是接受干細胞治療的患者,移植更多的細胞也會產生更少的并發癥,增加全面成功的機會,”資深作者、加州大學圣地亞哥醫學院醫學助理教授Robert Signer博士說。
當其他研究人員試圖通過在培養皿中重建骨髓環境來培養造血干細胞時,Signer的團隊轉而詢問是什么內部機制使細胞一開始就不健康,他們能否直接糾正這一過程?
該研究的主要作者Miriama Kruta是Signer實驗室的博士后和博士,他和同事發現,在培養皿的外部環境中,干細胞開始產生過剩的蛋白質,導zhi ji端的壓力。應激狀態激活熱休克反應,這是一個由熱休克因子1 (HSF1)調控的高度保守的應激緩解途徑。研究人員發現了兩種不同的超激活HSF1基因的小分子。通過在培養物中加入這些物質,熱休克通路的活性增強有助于重新平衡細胞的平衡狀態或內穩態。
Signer說:“現在,我們可以在培養中長時間保存高質量的干細胞。”“我們希望質量的提高將導致臨床結果的改善。”
小鼠和人類造血干細胞均顯示HSF1激活增強可恢復蛋白質穩態。Signer說,下一步是測試這些小分子如何影響移植系統中人類干細胞的結果。
研究人員發現,熱休克途徑不僅在培養皿中很重要,它還能在衰老過程中保持原生骨髓中的干細胞健康。雖然HSF1在年輕人的干細胞中是不活躍的,但在中年人和老年人中卻是激活的。
Signer說:“HSF1在衰老過程中被激活,以保持干細胞的健康。”“在衰老過程中,蛋白質損傷會損害干細胞,可能會破壞老年人的血液和免疫細胞的生成。”超激活HSF1最終可能被用于改善衰老過程中的干細胞和組織功能,以預防血液疾病,并提高老年人的免疫力。