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Cell:维生素A缺乏有害于造血干细胞

来源:生物谷 2017-05-06 17:00


图片来自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.04.018

2017年5月6日/生物谷BIOON/---身体缺乏维生素A对骨髓中的造血干细胞产生有害的影响。如今,在一项新的研究中,来自德国癌症研究中心(DKFZ)和海德堡干细胞研究与实验医学研究所(HI-STEM)的研究人员报道,这种缺乏导致重要的造血干细胞丢失。这一发现为癌症治疗打开新的局面。相关研究结果于2017年5月4日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Vitamin A-Retinoic Acid Signaling Regulates Hematopoietic Stem Cell Dormancy”。

很多特化细胞,比如存在于皮肤、肠道或血液中的一些细胞,仅具有几天的寿命。因此,稳定地补充这些细胞是必不可少的。它们起源自所谓的具有持续分裂能力的成体干细胞。此外,骨髓中存在一群非常特殊的成体干细胞,即造血干细胞。这群干细胞首次是由DKFZ部门主管、HI-STEM主任Andreas Trumpp领导的一个研究小组在2008年发现的。造血干细胞在大多数时间里处于休眠状态,而且仅在细菌感染、病毒感染、严重失血或者接受化疗等紧急情况下才变得活跃起来。一旦它们的工作完成,身体就让它的最为强效的造血干细胞返回到休眠状态。这些研究人员认为这保护它们免受危险的突变。毕竟,这些突变可能导致白血病产生。

在此之前,激活这些特殊的干细胞的机制或者让它们在完成工作后返回到休眠状态的机制仍然是未知的。如今,这些研究人员鉴定出视黄酸(维生素A的一种代谢物)是这种过程的一种至关重要的因子。如果这种物质缺乏,那么活性的造血干细胞就不能够返回到休眠状态,相反还会成熟为特化的血细胞。这意味着作为储备的造血干细胞丢失了。这是在利用经过特殊培育的休眠的造血干细胞接受绿色荧光标记的小鼠开展的研究中得到证实的。论文第一作者Nina Cabezas-Wallscheid说,“如果我们给这些小鼠喂食缺乏维生素A的食物一段时间,那么这会导致这些造血干细胞丢失。因此,我们首次能够证实维生素A对造血干细胞产生直接的影响。”

这一发现不仅加强我们对血细胞产生的理解,而且它也有助对之前已证实维生素A缺乏会破坏免疫系统的研究获得新的认识。Cabezas-Wallscheid强调道,“这证实从平衡饮食中摄入数量充足的维生素A是如此至关重要的。人体不能够产生它自己的维生素A。”

这些研究人员也希望为癌症治疗打开新的局面。有证据证实癌细胞像健康的干细胞那样也处于休眠状态。当处于休眠状态时,它们的代谢几乎被完全关闭,这使得它们抵抗化疗。Trumpp解释道,“一旦我们详细地理解维生素A或者视黄酸如何给让正常的干细胞和肿瘤干细胞进入休眠状态,我们就能够扭转局面。如果我们能够让癌细胞暂时地进入活跃状态,那么我们就能够让它们对现代疗法变得敏感。”

此外,通过与来自欧洲生物信息学研究所的同事们合作,这些研究人员对单个造血干细胞开展全基因组分析,结果发现休眠的造血干细胞转变到活跃的造血干细胞,接着转变到祖细胞,是一种持续的过程,而且对每个细胞而言都遵循着一种不同的途径。迄今为止,科学家们已猜测特定的细胞类型是按照一种确定的模式逐步产生的。这一发现会对体内的细胞分化如何发生的旧有观念引发变革。(生物谷 Bioon.com)

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原始出处:

Nina Cabezas-Wallscheid, Florian Buettner, Pia Sommerkamp et al. Vitamin A-Retinoic Acid Signaling Regulates Hematopoietic Stem Cell Dormancy. Cell, Published online: May 4, 2017, doi:10.1016/j.cell.2017.04.018

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