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新發現:自噬讓造血干細胞變得年輕(Nature)2017-03-09 12:32
美國加州大學舊金山分校的研究人員近日發現,自噬這一常見的細胞現象,與維持造血干細胞(HSC)的功能密切相關。相關研究結果于2017年3月1日在線發表在Nature期刊上,論文標題為“Autophagy maintains the metabolism and function of young and old stem cells”。
自噬與HSC的關系 HSC作為一種成體干細胞,主要功能是造血,包括產生紅細胞、血小板,以及完整的免疫系統。而自噬作為細胞的一種生理活動,通常對維持自身穩定和應對應激有重要功能。
研究人員發現自噬控制HSC的方式是讓有代謝活力的HSC返回到一種類似休眠的靜止狀態。論文通信作者Emmanuelle Passegué博士說:“在此之前,人們并不知道自噬在干細胞生物學功能中發揮著作用。” Passegué和她的團隊發現, 如果自噬無法被激活,這會給血液系統產生深遠的影響,從而導致某些血細胞類型不平衡產生。當將HSC移植到經過輻射照射的小鼠體內時,有缺陷性的自噬會降低HSC再生整個血液系統的能力。 自噬缺陷的小鼠表現 這些研究人員發現來自老年小鼠的70%的HSC并沒有經歷自噬,而且它們表現出老年HSC中常見的功能障礙。然而,剩下的30%的年老HSC經歷自噬,表現得像來自年輕小鼠的HSC。 Passegué說,科學家們已鑒定出很多不同的組織特異性干細胞,而且它們的性能隨著年齡的增加而下降。發現這是如何發生的一直是一個活躍的研究領域,也是近年來她的實驗室的關注焦點。 在開展一系列實驗和分析時,這些研究人員對來自老年小鼠的HSC和來自更年輕小鼠(基因敲除造成自噬缺陷)的HSC的特征進行比較。他們發現在這些經過基因敲除的年輕小鼠當中,自噬的缺陷足以造成年輕小鼠也表現出在老年小鼠的血液特征,包括HSC的表觀遺傳變化,不同類型的血細胞的正常比例受到破壞,這都是衰老的特征。 之前的研究已證實自噬導致細胞內的“液囊(sacs)”產生,這些液囊能夠吞噬和酶解一些分子和細胞器如線粒體。但是在這項新研究中,研究人員發現通過基因敲除導致的自噬缺乏會導致激活的線粒體堆積,而且這些激活的線粒體具有增加氧化代謝的作用,從而觸發HSC中的DNA發生化學修飾。 上一篇: 結腸腫瘤干細胞巢研究—從潘氏細胞談起
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