《自然》：科學家找到了維持造血干細胞的關鍵因子

最新一期《自然》雜志上，加州大學洛杉磯分校（UCLA）的一支研究團隊帶來一項干細胞領域的重要進展。

研究小組鑒定出了人類血液干細胞的關鍵調節(jié)因子，激活后可以顯著提升血液干細胞在體外的自我更新能力?？梢浦驳难?a class="channel_keylink" style="margin: 0px; padding: 0px; overflow-wrap: break-word; text-decoration-line: none; color: rgb(102, 102, 102); outline: none;">干細胞增多，意味著白血病等血液癌癥、諸多遺傳性血液疾病的治療有望在將來得到極大改善。

血液干細胞，也叫造血干細胞。它們在骨髓中可以自我更新，并分化產(chǎn)生紅細胞、白細胞、血小板等各種類型的血細胞。正因為有血液干細胞的存在，治療血液疾病或免疫系統(tǒng)疾病時，骨髓移植可以為患者帶來新生。

盡管骨髓移植的治療策略已經(jīng)在幾十年里挽救了無數(shù)生命，然而它的局限性也很明顯：找到適合的骨髓捐獻者就不容易；移植到患者體內的細胞可能會遭到免疫系統(tǒng)的排斥；而且，造血干細胞的數(shù)量有可能不夠，不足以成功治療疾病。

為了打破這些治療局限，一些科學家早就設想在實驗室條件下調控血液干細胞，例如用基因工程改造患者自身的血液干細胞，或者控制多能干細胞（分化能力更強的干細胞）產(chǎn)生血液干細胞。

然而，他們遇到了一個極大的障礙：從骨髓中取出的血液干細胞放入培養(yǎng)皿后，很快就會失去自我更新能力，然后要么死亡，要么分化為其他血細胞。

如何才能控制人類血液干細胞在體外環(huán)境保持自我更新？“我們必須克服這一障礙才能推動這個領域向前發(fā)展?！毖芯垦?a class="channel_keylink" style="margin: 0px; padding: 0px; overflow-wrap: break-word; text-decoration-line: none; color: rgb(102, 102, 102); outline: none;">干細胞已有二十多年的Hanna Mikkola教授說。

為此，Mikkola教授和Vincenzo Calvanese博士領銜的研究小組開始分析，在把血液干細胞放入培養(yǎng)皿培養(yǎng)后，它們在失去自我更新能力時會關閉哪些基因，特別是在分化為紅細胞、白細胞等特定的血細胞時會關閉哪些基因。

從分析結果中，他們發(fā)現(xiàn)有個基因的表達與血液干細胞的自我更新潛力密切相關：MLLT3。這個基因編碼的蛋白在人類胎兒、新生兒和成人的血液干細胞中非常豐富，為血液干細胞維持自我更新能力提供必要指導，與其他調節(jié)蛋白共同作用，使血液干細胞保持細胞分裂。

然而，在體外培養(yǎng)條件下，這種關鍵調控因子的活性大大下降。

既然如此，如果恢復MLLT3蛋白的水平，是不是可以幫助培養(yǎng)皿中的血液干細胞維持自我更新能力呢？實驗結果驗證了研究人員的猜想。

利用特殊修飾的病毒作為遺傳信息的載體，他們把一個活躍的MLLT3基因送入血液干細胞。果然，提高MLLT3的表達后，培養(yǎng)體系中可移植的功能性血液干細胞至少可以增加12倍！

“考慮到治療一名患者所需的血液干細胞數(shù)量，這是一個很大的數(shù)目。” Mikkola教授說。

更重要的是，研究人員認為不僅要關注數(shù)量上的增加。他們在論文的討論部分指出，由于細胞分裂本身總會帶來突變的風險，更快、更大的數(shù)量擴增并不是目標，而是更希望血液干細胞以安全的速率自我更新。此次實驗結果顯示，激活MLLT3沒有因為增殖過多或突變產(chǎn)生可能導致白血病的異常細胞。

在確定MLLT3為“血液干細胞的維持因子”之后，研究人員表示下一步還要找出哪些蛋白質和基因影響MLLT3的開關，以及如何用培養(yǎng)成分對其控制。有了這些信息，可以無需使用病毒載體，而是用對人體更安全的方法來調控MLLT3，將來應用于臨床環(huán)境。(生物谷Bioon.com）

小編推薦會議  2020（第十一屆）細胞治療國際研討會
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