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人造“干细胞”可以改善白血病和其他疾病的治疗

健康新闻 78健康编辑 6天前 16次浏览 0个评论 扫描二维码
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由于无法在实验室中实现人体血液干细胞或造血干细胞的自我复制,阻碍了白血病和其他血液疾病的治疗进展。

人造“干细胞”可以改善白血病和其他疾病的治疗

现在,加州大学洛杉矶分校(UCLA)的一项新研究表明,答案可能在于一种特定的蛋白质——这种蛋白质的激活可以大大扩展培养中的造血干细胞。

加州大学洛杉矶分校的研究小组发现,一种名为MLLT3的蛋白质是HSC功能的关键调节因子。这种蛋白在人类胎儿、新生儿和成人的造血干细胞中含量很高。然而,培养的造血干细胞有低水平的MLLT3。

在《自然》杂志最近发表的一篇论文中,研究人员报告了如何操纵负责制造这种蛋白质的基因,从而导致可移植的造血干细胞“膨胀12倍以上”。

该研究论文的资深作者是汉娜·k·a·米可拉,加州大学洛杉矶分校分子、细胞和发育生物学教授。她研究人类造血干细胞已经20多年了。

Mikkola说:“虽然这些年来我们已经了解了很多关于这些细胞的生物学知识,但是一个关键的挑战仍然存在:在实验室中实现造血干细胞自我复制和更新。”

她补充道:“我们必须克服这个障碍,推动这个领域向前发展。”

造血干细胞需要强大的自我复制能力

身体的所有组织和细胞都依靠血细胞来提供营养和保护。为了完成这一艰巨而艰巨的任务,血细胞必须能够自我补充。在成人组织中,血细胞和皮肤细胞具有最大的补充能力。

制造新血细胞的工作落在造血干细胞身上。由于造血干细胞也能产生免疫细胞,人体每天都会产生数十亿个新的血细胞。

造血干细胞存在于骨髓中,在那里它们自我更新并发育成不同类型的血液和免疫细胞。

患有某些血液或免疫系统疾病(如白血病)的人需要新鲜的造血干细胞来制造新的细胞。几十年来,医生们一直使用骨髓移植来增加供应。

然而,骨髓移植所能提供的解决方案是有限的。例如,不可能总是找到匹配的供体,或者受者的身体可能会排斥移植的细胞。

另一个可能出现的问题是,移植的造血干细胞数量可能不足以产生足够的血液或免疫细胞来治疗这种疾病

培养的造血干细胞的问题

科学家们试图在实验室中培养造血干细胞,以替代骨髓移植。然而,各种移植培养的造血干细胞的尝试都遇到了一个共同的问题:科学家从骨髓中取出的造血干细胞很快就失去了自我复制的能力。

一旦造血干细胞失去自我复制的能力,它们唯一的未来要么分化成特化细胞,要么死亡。

在这项新的研究中,Mikkola教授和她的团队观察了造血干细胞在实验室中失去自我更新能力时基因的变化。

他们发现,当这种情况发生时,一些基因就关闭了。关闭的基因根据造血干细胞形成的细胞类型而变化。

为了进一步观察,研究小组从不能自我复制的成体多能干细胞中产生类人造血干细胞,然后观察它们的基因活动。

本实验表明,造血干细胞的自我复制能力与MLLT3基因的活性有很强的联系。

MLLT3是一个必要条件

似乎MLLT3的高表达保证了其蛋白的充足供应,从而为造血干细胞的自我更新提供了必要的指导。

当细胞复制自身时,这种蛋白质帮助细胞的机制保持工作。

进一步的实验表明,在实验室培养的造血干细胞细胞核中插入一个活跃的MLLT3基因,可以使造血干细胞的自我复制能力提高12倍

其他试图让造血干细胞在培养中自我更新的研究使用了小分子方法。然而,Mikkola教授和她的团队在这种方法上遇到了问题。

他们发现,这些细胞无法维持MLLT3蛋白的水平,而且当研究小组将它们移植到小鼠体内时,效果也不佳。

什么是小分子?

小分子,即OCO小分子。凡分子量小于500的分子称之为小分子,小分子一般为简单的单体物质。小分子生命线追溯到出现,已经存在了多少亿年。

从化学的角度上说,小分子就是分子量很小的天然化合物,通常是指分子量小于1000道尔顿(尤其小于400道尔顿小分子)的生物功能分子;从生物角度上说,小分子就是具有生物活性的小肽、寡肽、寡糖、寡核苷酸、维生素、矿物质、小分子团水、植物次生代谢产物及其降解产物如苷元、黄胴元、甙元、生物碱等。

结合这两种方法

研究小组发现,将小分子方法与MLLT3基因激活相结合,可以生成适当整合到小鼠骨髓中的造血干细胞。

这些造血干细胞也能产生所有正确类型的血细胞,并保持自我更新的能力。

科学家们对于在实验室中产生可移植的造血干细胞的一个担忧是确保它们一旦进入体内就能正常运作。

造血干细胞必须能够以适当的速度自我复制,而且它们不能获得可能导致白血病等疾病的突变。

看来,确保稳定的MLLT3蛋白水平符合这些要求。

研究人员目前正在研究更安全、更容易地操纵MLLT3的方法。


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