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发现关键的干细胞休眠机制

玛格丽特公主癌症中心的研究人员取得了新的发现,这些发现提供了对休眠造血干细胞如何被激活的更广泛理解,并可能为许多癌症的治疗铺平道路。

该团队通过对溶酶体进行深入的机制研究来发现这一发现,溶酶体是在所有细胞中发现的膜结合细胞器。溶酶体一度被认为只是干细胞的“垃圾箱”,回收废物、调节细胞再生并在所有细胞类型中发挥相同的作用。但是 PM 团队的研究建立在关于溶酶体的新知识之上,这表明它们充当关键的信号传导枢纽,调节长期造血干细胞。

研究人员所做的工作研究了为什么造血干细胞可以保持休眠状态多年,以及溶酶体如何在这种深度不活动状态下持续充当传感器。玛格丽特公主团队发现,尽管细胞处于休眠状态,但其中的溶酶体仍然非常活跃,“剪切和失活”参与干细胞膜内生长信号和营养运输的受体,使其保持睡眠状态。

这些发现可能会产生超出研究范围的影响,可能允许控制细胞休眠和干细胞何时被激活以帮助补充血液供应之间的平衡。

结果来自玛格丽特公主高级科学家约翰迪克博士的实验室,并于2021 年 8 月 2 日发表在细胞干细胞上。博士后研究员劳拉加西亚-普拉特博士是第一作者,附属科学家斯蒂芬妮博士谢与迪克博士是共同资深作者。

“这项研究发现了一种新的休眠机制,即利用细胞器、溶酶体并使细胞保持休眠状态,”Garcia-Prat 博士说。“这为溶酶体可能被用作治疗靶标开辟了道路。”

每年,全世界有数万人接受骨髓移植以帮助对抗白血病。高剂量的化疗被用来杀死快速分裂的癌细胞,但同时它也会杀死再生健康血液所需的干细胞。

干细胞移植用于再生患者健康的血液供应,但寻找匹配的供体可能具有挑战性,尤其是在供体名单可能并不广泛或根本不存在的不同种族社区中。在脐带血中发现的干细胞作为额外的供体来源具有相当大的价值,但对于成人受体而言,干细胞的数量通常太少。了解如何以受控方式激活和扩增干细胞可以使脐带血更广泛地有用。

能够控制干细胞的激活也可能有助于干细胞因疾病、炎症或药物治疗而被不适当地激活,有助于恢复休眠状态以保护这些有价值的商品。

“学习如何保存和保存造血干细胞至关重要,”迪克博士说。“如果干细胞以不适当的方式被激活,这会对血液系统产生巨大的影响,因为你现在正在失去你的干细胞,而且你的一生都不会拥有它。”

“你必须尽一切努力让细胞保持休眠状态。一种方法是阻止它从表面感知任何信号,”迪克博士补充道。

这项工作还可用于帮助更全面地了解白血病干细胞,这些干细胞与常规干细胞非常相似,有时能够休眠并逃避治疗。

“现在观察这些白血病干细胞并了解这种机制是如何被调节的将会很有趣,”Stephanie Xie 博士说。“我们可能会看到差异并利用它们进行治疗。”

第一作者加西亚-普拉特博士说,这项工作只能在大学健康网络玛格丽特公主癌症中心的迪克博士实验室完成。

“我们是世界上为数不多的研究人类造血干细胞的实验室之一,”Garcia-Prat 博士说。“因此,这在将我们的研究转化为人类疗法方面产生了巨大的差异。”

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