Nature:新方法解决造血干细胞移植困境

【字体: 时间:2016年04月28日 来源:生物通

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  最近,加拿大麦克马斯特大学等处的研究人员,对于人类血液系统的干细胞的理解,取得了重大进步,他们发现了一个关键蛋白如何让这些细胞更好的控制和再生。这一研究结果发表在科学杂志《Nature》。

  

生物通报道:最近,加拿大麦克马斯特大学等处的研究人员,对于人类血液系统的干细胞的理解,取得了重大进步,他们发现了一个关键蛋白如何让这些细胞更好的控制和再生。

这一研究结果发表在科学杂志《Nature》上,阐明了一个叫做Musashi-2的蛋白质,如何调节重要造血干细胞的功能和发展。

这一见解提供了新的策略,可以用来控制这些干细胞的生长——这些细胞可以用来治疗一系列危及生命的疾病,但是一般来说,是供不应求的。

本文共同通讯作者是麦克马斯特大学生物化学和生物医学科学系助理教授、干细胞和癌症研究所首席研究员Kristin Hope,和加州大学圣地亚哥分校的副教授Gene W Yeo(姚伟明,音译)。这项研究的其他合作者还包括,多伦多大学和蒙特利尔大学的研究人员。

Hope说,这一研究结果对于成千上万遭受一系列血液障碍的人,可能会产生深远的影响,包括白血病、淋巴瘤、再生障碍性贫血、镰状细胞病,甚至更多。他说:“我们阐明了这些干细胞的作用方式。现在,我们在一个全新的水平上了解了它们如何起作用,这为我们提供了一个很大的优势,去决定如何最大化这些干细胞疗法的价值。有了控制这些细胞再生的新能力,将会有更多的人得到他们所需要的治疗。”

该研究小组专门研究来自脐带血的干细胞,这是一种已被证明、但利用率较低的干细胞来源,用于治疗成人的血液癌症。这些干细胞有可能成为一种重要的疗法,用于成千上万等待着救命移植的血癌患者。

来自脐带血的细胞具有独特的属性,使其更容易用于移植,这包括:可访问性和适应性。因此,它们允许更安全、更有效的移植。

Hope指出,问题在于,在个人脐带血样本中可用的干细胞很少——只有百分之五的样本真正包含足够用于移植的细胞数量。该研究团队,深入探讨了Musashi-2的重要性,及其在扩大给定血样中干的细胞数量的作用,可能有助于缓解当前的干细胞短缺。

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本研究共同通讯作者、加州大学圣地亚哥分校华裔学者Gene W Yeo(姚伟明,音译)补充说:“大多数干细胞研究都集中在结合DNA的蛋白质以控制基因产出。相反,Musashi-2结合RNA,我们发现了它的突出作用,也强调了迫切需要研究干细胞中基因调控的这第二层面。”

Hope说:“增加用于移植的干细胞的数量,可以缓解当前的移植后并发症,并可让病人更快的恢复,进而降低整体医疗成本和新诊断患者寻求治疗的等待时间。正如我们所做的,通过扩大干细胞的数量,现在更多的捐赠样品可以被用于移植。”

2015年5月,加拿大多伦多大学的科学家和工程师们,在细胞移植方面取得了重大突破,他们使用一种凝胶状生物材料,使干细胞保持活力,并帮助它们更好地融入组织。这一研究结果发表在《Stem Cell Reports》。相关阅读:Cell子刊:干细胞移植重大突破

人体免疫系统和天气类似吗,是否可以构建一种看似随机但动态的系统,根据过去的情况来预测未来的状态?弗吉尼亚联邦大学(VCU)梅西癌症中心的科学家认为这是可能的,他们在2014年12月发表了一些研究,支持利用新一代DNA测序和数学建模,不仅可以了解干细胞移植临床结果中观察到的可变性,也为更多没有相关供体的患者提供了一个理论框架,使得他们的干细胞移植成为可能。相关阅读:计算机模型可改善干细胞移植预后?

在2014年7月,来自美国国立卫生研究院NIH等处的研究人员报道称,他们研发出一种新技术,能帮助进行了血液干细胞移植的严重镰刀状细胞贫血症患者,令他们即使血液中携带了其他人的干细胞,也能停止使用免疫抑制剂药物。相关阅读:JAMA:新型干细胞移植促进疾病治疗

(生物通:王英)

生物通推荐原文摘要:

Musashi-2 attenuates AHR signalling to expand human haematopoietic stem cells
Abstract: Umbilical cord blood-derived haematopoietic stem cells (HSCs) are essential for many life-saving regenerative therapies. However, despite their advantages for transplantation, their clinical use is restricted because HSCs in cord blood are found only in small numbers. Small molecules that enhance haematopoietic stem and progenitor cell (HSPC) expansion in culture have been identified, but in many cases their mechanisms of action or the nature of the pathways they impinge on are poorly understood. A greater understanding of the molecular circuitry that underpins the self-renewal of human HSCs will facilitate the development of targeted strategies that expand HSCs for regenerative therapies. Whereas transcription factor networks have been shown to influence the self-renewal and lineage decisions of human HSCs, the post-transcriptional mechanisms that guide HSC fate have not been closely investigated. Here we show that overexpression of the RNA-binding protein Musashi-2 (MSI2) induces multiple pro-self-renewal phenotypes, including a 17-fold increase in short-term repopulating cells and a net 23-fold ex vivo expansion of long-term repopulating HSCs. By performing a global analysis of MSI2–RNA interactions, we show that MSI2 directly attenuates aryl hydrocarbon receptor (AHR) signalling through post-transcriptional downregulation of canonical AHR pathway components in cord blood HSPCs. Our study gives mechanistic insight into RNA networks controlled by RNA-binding proteins that underlie self-renewal and provides evidence that manipulating such networks ex vivo can enhance the regenerative potential of human HSCs.


 

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