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新发现:自噬让造血干细胞变得年轻(Nature)2017-03-09 12:32
美国加州大学旧金山分校的研究人员近日发现,自噬这一常见的细胞现象,与维持造血干细胞(HSC)的功能密切相关。相关研究结果于2017年3月1日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Autophagy maintains the metabolism and function of young and old stem cells”。
自噬与HSC的关系 HSC作为一种成体干细胞,主要功能是造血,包括产生红细胞、血小板,以及完整的免疫系统。而自噬作为细胞的一种生理活动,通常对维持自身稳定和应对应激有重要功能。
研究人员发现自噬控制HSC的方式是让有代谢活力的HSC返回到一种类似休眠的静止状态。论文通信作者Emmanuelle Passegué博士说:“在此之前,人们并不知道自噬在干细胞生物学功能中发挥着作用。” Passegué和她的团队发现, 如果自噬无法被激活,这会给血液系统产生深远的影响,从而导致某些血细胞类型不平衡产生。当将HSC移植到经过辐射照射的小鼠体内时,有缺陷性的自噬会降低HSC再生整个血液系统的能力。 自噬缺陷的小鼠表现 这些研究人员发现来自老年小鼠的70%的HSC并没有经历自噬,而且它们表现出老年HSC中常见的功能障碍。然而,剩下的30%的年老HSC经历自噬,表现得像来自年轻小鼠的HSC。 Passegué说,科学家们已鉴定出很多不同的组织特异性干细胞,而且它们的性能随着年龄的增加而下降。发现这是如何发生的一直是一个活跃的研究领域,也是近年来她的实验室的关注焦点。 在开展一系列实验和分析时,这些研究人员对来自老年小鼠的HSC和来自更年轻小鼠(基因敲除造成自噬缺陷)的HSC的特征进行比较。他们发现在这些经过基因敲除的年轻小鼠当中,自噬的缺陷足以造成年轻小鼠也表现出在老年小鼠的血液特征,包括HSC的表观遗传变化,不同类型的血细胞的正常比例受到破坏,这都是衰老的特征。 之前的研究已证实自噬导致细胞内的“液囊(sacs)”产生,这些液囊能够吞噬和酶解一些分子和细胞器如线粒体。但是在这项新研究中,研究人员发现通过基因敲除导致的自噬缺乏会导致激活的线粒体堆积,而且这些激活的线粒体具有增加氧化代谢的作用,从而触发HSC中的DNA发生化学修饰。 上一篇: 结肠肿瘤干细胞巢研究—从潘氏细胞谈起
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