波士顿儿童医院干细胞项目的研究人员使用实时成像和细胞条形码,瞥见了新的干细胞是如何——;在这种情况下,造血干细胞-;出生后不久就经过质量审查。该研究可能对癌症和再生医学产生影响,于9月22日发表在《科学》杂志上。
在医学博士LeonardZon实验室的博士生SamWattrus的带领下,研究人员使用斑马鱼模型来观察干细胞发育。他们发现,当干细胞出生时,它会移动到一个特殊的位置,在那里被称为巨噬细胞的免疫细胞与每个细胞进行密切的物理接触。
这就是审查发生的时候:研究小组发现,显示出压力迹象的细胞(具有高水平的被称为活性氧的有毒分子)被巨噬细胞吞噬和吃掉。相反,表面上健康的干细胞被允许存活并被选择性扩增。
每当巨噬细胞与细胞相互作用时,它就会吸收大量的生物信息。我们看到的是,压力大的细胞被消除了,压力低的细胞选择性地分裂。”
SamWattrus,博士生
进一步探索,Wattrus及其同事发现,受压的干细胞在其表面带有一个特定的标记,一种称为钙网蛋白的蛋白质,它充当“吃我”的信号。缺乏钙网蛋白或只有少量钙网蛋白的干细胞没有被吃掉,似乎被鼓励扩张。巨噬细胞似乎从它们身上去除了一些物质,干细胞在相遇后继续繁殖。
“使用细胞条形码,我们可以在相互作用发生后测量克隆的数量(不同的细胞群),”Zon阐述道,他还隶属于血液学/肿瘤学部,是霍华德休斯医学研究所的研究员。“如果巨噬细胞不‘喜欢’干细胞,那么该克隆将不会对干细胞库做出贡献。”
该团队还在胚胎小鼠中观察到类似的巨噬细胞-干细胞相互作用。Zon认为这个QA过程可能会导致癌症和再生医学的新方法,目前他正在他的实验室中寻求这两种可能性。
“你基本上可以用小分子或其他靶向疗法教干细胞对巨噬细胞有吸引力或排斥,”他说。
在癌症世界中众所周知,癌细胞可以发出“不要吃我”的信号来逃避我们免疫系统的攻击,人们很感兴趣用抗体阻断这些信号以智取癌症。但Zon对“吃我”信号以及它们是否可以被引入癌前细胞或癌细胞以鼓励巨噬细胞破坏它们更感兴趣。
这种方法可能被用于癌症前期疾病,如克隆性造血和骨髓发育不良,以造血干细胞的流氓群体为标志,或用于白血病和其他血癌。
“可能有一种方法可以使用小分子对细胞施加压力,从而导致表面钙网蛋白导致有问题的克隆被吃掉,”Zon推测。
他设想了组织再生的相反方法,可以操纵干细胞标记物以鼓励巨噬细胞优化干细胞库以进行基于细胞的治疗。尽管这项研究的重点是造血干细胞,但Zon认为其他干细胞群体可能会受到类似的QA过程。
如果是这样,可能会对终身健康产生巨大的潜在影响。“你的干细胞池大部分是在胚胎发育过程中形成的,”Zon指出。“这里发生的相互作用决定了哪些干细胞将用于成年期。”