Nature：揭示蛋白MYCT1在人类造血干细胞自我更新中起着关键作用

在一项新的研究中，来自加州大学洛杉矶分校的研究人员发现了一种称为MYCT1的蛋白通过帮助人类造血干细胞（hematopoietic stem cell, HSC）感知和解释来自它们所处环境的信号，在调节它们的自我更新方面发挥着关键作用。这一发现使得科学家们离开发出在实验室培养皿中扩增造血干细胞的方法更近了一步，这将使挽救生命的造血干细胞移植更容易获得，并提高基于造血干细胞的疗法（比如基因疗法）的安全性。相关研究结果发表在2024年6月13日的Nature期刊上，论文标题为“MYCT1 controls environmental sensing in human haematopoietic stem cells”。

造血干细胞能够通过自我更新过程复制自身，并能分化产生人体内的所有血细胞和免疫细胞。几十年来，造血干细胞移植一直被用作治疗白血病等血癌以及其他多种血液和免疫疾病的救命疗法。然而，造血干细胞移植有很大的局限性。寻找匹配的捐赠者可能很困难，特别是对于非欧洲血统的人来说，而且可用于移植的造血干细胞数量可能太少，无法安全地治疗患者的疾病。

这些限制之所以持续存在，是因为从人体中提取并置于实验室培养皿中的造血干细胞很快就会失去自我更新的能力。经过数十年的研究，科学家们已经非常接近解决这个问题。

论文共同通讯作者、加州大学洛杉矶分校伊莱和艾迪斯-布罗德再生医学与干细胞研究中心成员Hanna Mikkola博士说，“我们已经知道如何制造出看起来与造血干细胞一样的细胞，并具备它们的所有特征，但当这些细胞用于移植时，它们中的许多仍然不起作用；缺少了一些东西。”

为了找出阻碍这些造血干细胞样细胞（blood stem cell-like cell）发挥全部功能的缺失部分，论文第一作者兼论文共同通讯作者Julia Aguade Gorgorio分析了测序数据，确定造血干细胞被置于实验室培养皿中时发生沉默的基因。其中的一个基因——MYCT1，对这些细胞的自我更新能力至关重要。

他们发现，MYCT1调节一种叫做内吞（endocytosis）的过程，该过程在造血干细胞如何从环境中接收告诉它们何时自我更新、何时分化、何时处于静止状态的信号方面起着关键作用。

图片来自Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-07478-x

Mikkola实验室助理项目科学家Aguade Gorgorio说，“当细胞感知到信号时，它们必须将它内化并进行处理；MYCT1控制着造血干细胞感知这些信号的速度和效率。如果没有这种蛋白，来自细胞环境的信号就会从耳语变成尖叫，这些细胞就会遭受应激和功能失调。”

这些作者将MYCT1比作现代汽车中的传感器，这些传感器监测附近的所有活动，并在适当的时候选择性地将最关键的信息传递给驾驶员，帮助他们做出何时安全转弯或变道等决定。如果没有MYCT1，造血干细胞就会像习惯于依赖这些传感器的司机一样，突然发现自己失去了它们的指引。

接下来，这些作者利用病毒载体重新引入MYCT1，看看它的存在是否能恢复实验室培养皿中造血干细胞的自我更新。他们发现，恢复MYCT1不仅能减轻造血干细胞遭受的应激，使它们在培养过程中自我更新，还能让这些扩增的细胞在移植到小鼠模型后有效发挥作用。

下一步，这些作者将研究为什么会发生MYCT1基因沉默，然后研究如何在不使用病毒载体的情况下防止这种沉默，这样在临床环境中的使用就会更加安全。

Mikkola说，“如果我们能找到一种在培养和移植后维持造血干细胞中MYCT1表达的方法，它将为最大限度地利用这个领域所有其他显著的进步打开大门。这不仅将使造血干细胞移植更方便、更有效，还将提高利用这些细胞的基因疗法的安全性和可负担性。”（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Júlia Aguadé-Gorgorió et al. MYCT1 controls environmental sensing in human hematopoietic stem cells. Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-07478-x.