最近,由加州大学洛杉矶分校(UCLA)Broad再生医学和干细胞研究中心成员Julian Martinez-Agosto博士带领的一项研究发现,以前已知与免疫系统无关的两个基因,在干细胞如何被激活以对抗感染的过程中,发挥了至关重要的作用。
这一发现为我们更好地了解干细胞在免疫系统反应中的作用,奠定了基础,能够促进一系列疾病更有效疗法的发展。这项为期两年的研究,发表在最近的《Current biology》杂志。
干细胞是造血系统、组织及器官的完全产生的源头。这个成熟过程,称为分化,部分是由干细胞来自的原初环境(称为微环境niche)所决定。干细胞有很多保持在一种静止状态或“待机模式”,准备分化以响应免疫挑战,如应激、感染或疾病。
本文第一作者、Martinez-Agosto实验室博士后Gabriel Ferguson博士,根据本实验室以往的研究,该研究利用果蝇(Drosophila)的血液系统,表明一组特定的信号必须被干细胞接收,才能激活它们分化成为能抗击损伤后感染的细胞。Ferguson主要集中两个先前在干细胞(而不是血液系统)发现的基因,命名为Yorkie和Scalloped,发现它们在一种新表征的细胞类型(称为血统指定细胞)中是必需的。然后这些细胞基本上是作为一个开关,给干细胞发送所需的信号。
研究人员还发现,当干细胞没有接受到所需的信号时,果蝇就不会产生对抗感染所需的成熟细胞。这表明,血液系统对抗外界感染和其他病原体的能力,与这种新细胞类型所发送的信号有直接关系。
人类遗传学副教授Martinez-Agosto说:“这项研究的美妙之处在于,我们现在有一种系统,利用这种系统,我们可以探讨一种信号细胞如何使用这两个基因(Yorkie和Scalloped,它们之前从未被证明存在于血液中),来指导产生特定的细胞。它可以帮助我们最终回答一个问题:我们的身体如何知道怎样产生能对抗感染的特定细胞类型?”
研究人员表示,他们希望未来的研究将在果蝇之外、扩展到哺乳动物模型中检测这些基因,并且研究人员将使用该系统来研究Yorkie和Scalloped基因在不同微环境中的作用。
Ferguson说:“在生化水平上,果蝇、小鼠和人类的分子机器之间有许多的共性。本研究可促进我们对于微环境如何调节干细胞控制干细胞分化,以及细胞命运的共同理解。”
Martinez-Agosto指出:“研究这些基因的功能及它们对免疫反应的影响,具有很大的潜力,可加快开发新的靶向疗法。”
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