加州大学洛杉矶分校Broad干细胞研究中心
Julia Aguade Gorgorio和Hanna Mikkola博士的研究可以使挽救生命的血液干细胞移植更容易、更安全。
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造血干细胞具有自我更新的能力，但在实验室培养皿中很快就失去了这种能力。造血干细胞是用于挽救血癌、血液和免疫疾病的移植治疗的关键。
加州大学洛杉矶分校的科学家们发现了一种蛋白质不仅可以使血液干细胞在实验室培养皿中自我更新，而且还可以使这些扩增的细胞在移植到小鼠模型中后有效地发挥功能。
这一发现有助于使更多的人能够进行血液干细胞移植，并提高使用这些细胞的基因疗法的可及性和安全性。
加州大学洛杉矶分校的科学家们发现了一种蛋白质，这种蛋白质通过帮助人类血液干细胞感知和解读来自环境的信号，在调节人类血液干细胞自我更新方面发挥着关键作用。
这项发表在《自然》(Nature)杂志上的研究使研究人员朝着在实验室培养皿中扩增血液干细胞的方法迈进了一步，这可能使挽救生命的这些细胞移植更容易实现，并提高基于血液干细胞的治疗(如基因治疗)的安全性。
血液干细胞，也被称为造血干细胞，有能力通过一种被称为自我更新的过程来复制自己，并且可以分化产生体内所有的血液细胞和免疫细胞。几十年来，这些细胞的移植一直被用于挽救血癌(如白血病)和各种其他血液和免疫疾病的生命。
然而，造血干细胞移植有明显的局限性。找到一个合适的供体可能很困难，尤其是对非欧洲血统的人来说，而且可用于移植的干细胞数量可能太少，无法安全治疗一个人的疾病。
这些限制仍然存在，因为血液干细胞从体内取出并置于实验室培养皿中，很快就会失去自我更新的能力。经过几十年的研究，科学家们已经非常接近解决这个问题了。
“我们已经知道如何制造出看起来像血液干细胞的细胞，并具有它们的所有特征，但当这些细胞用于移植时，其中许多细胞仍然不起作用;这项新研究的资深作者、加州大学洛杉矶分校(UCLA) Eli and Edythe Broad再生医学和干细胞研究中心的成员汉娜·米科拉博士(Hanna Mikkola)说。
为了找出阻止这些血液干细胞样细胞充分发挥功能的缺失部分，该论文的第一作者和共同通讯作者Julia Aguade Gorgorio分析了测序数据，以确定当血液干细胞置于实验室培养皿中时沉默的基因。其中一个基因MYCT1编码一种同名的蛋白质，对这些细胞的自我更新能力至关重要。
他们发现MYCT1调节一种称为内吞作用的过程，这在血液干细胞如何从环境中接收信号中起着关键作用，这些信号告诉它们何时自我更新，何时分化，何时保持沉默。
“当细胞感知到信号时，它们必须内化并处理它;MYCT1控制着血液干细胞感知这些信号的速度和效率，”Mikkola实验室的助理项目科学家Aguade Gorgorio说。“如果没有这种蛋白质，来自细胞环境的信号就会从窃窃私语变成尖叫，细胞就会变得紧张和失调。”
研究人员将MYCT1与现代汽车中的传感器进行了比较，现代汽车可以监控附近的所有活动，并在适当的时候有选择地将最重要的信息传递给司机，帮助他们做出诸如何时安全转弯或变道之类的决定。没有MYCT1，血液干细胞就像焦虑的司机，习惯于依赖这些传感器，突然发现自己在没有它们的引导下迷路了。
接下来，研究人员使用病毒载体重新引入MYCT1，看看它的存在是否能在实验室培养皿中恢复血液干细胞的自我更新。他们发现，MYCT1的修复不仅使造血干细胞压力减轻，使它们能够在培养中自我更新，而且在移植到小鼠模型中后，这些扩增的细胞也能有效地发挥功能。
下一步，研究小组将研究MYCT1基因沉默发生的原因，然后，如何在不使用病毒载体的情况下防止这种沉默，这种载体在临床环境中使用更安全。
Mikkola是加州大学洛杉矶分校学院的分子、细胞和发育生物学教授，也是加州大学洛杉矶分校健康约翰逊综合癌症中心的成员，他说:“如果我们能找到一种方法，在培养和移植后保持血液干细胞中MYCT1的表达，这将为最大限度地提高该领域的所有其他显著进步打开大门。”“这不仅会使血液干细胞移植更容易获得和有效，还会提高利用这些细胞的基因疗法的安全性和可负担性。”
这项工作得到了美国国立卫生研究院、瑞士国家科学基金会、欧洲分子生物学组织、加州大学洛杉矶分校琼森癌症中心基金会、詹姆斯·b·彭德尔顿慈善信托基金、麦卡锡家庭基金会、加州再生医学研究所、加州大学洛杉矶分校艾滋病研究所、雪松-西奈医学中心理事再生医学研究所、英国皇家学会、威康基金会和加州大学洛杉矶分校Broad干细胞研究中心的干细胞培训项目。
