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濒死细胞可保护自身干细胞不受破坏

小水花  发布于:2015/5/12  阅读量:620  来源:phys.org

死于辐射或化疗细胞会给邻近的干细胞发出警告化学信号可使干细胞逃脱同样的命运华盛顿大学的研究人员在5月11日出版的自然通信Nature Communications)杂志上如此报道。


这一发现能够解释为什么多种癌症在最初治疗发挥作用后会反复,并需要新的更高效的抗癌药物,文章的第一作者,华盛顿大学生物化学系的博士后Yalan Xing说道。


大多数人体组织都含有成体干细胞。这些细胞可无限再生,并能产生可形成多种细胞类型的子细胞。这使我们的机体能够生长并替换掉损伤或衰老的细胞。然而许多癌症也含有类似的细胞,称为“肿瘤起始细胞”或“癌症干细胞”。它们也能够产生新的肿瘤细胞。


这两种类型的细胞都有一个特性:它们可以在放疗和化疗中生存。当作用于干细胞时,这种能力帮助我们的机体从这些治疗中恢复。不过当作用于肿瘤起始细胞时,这种生存策略帮助肿瘤抵抗治疗并发生反复。


为了找出这些细胞怎样在暴露于本应是致命剂量的放疗或化疗后还能存活的原因,Yalan Xing 和生物化学教授,华盛顿大学干细胞与再生医学研究所的副主任,同时也是文章通讯作者的Hannele Ruohola-Baker一道,研究了果蝇中的成体干细胞和多余细胞的自然清除过程即细胞凋亡。


凋亡也称为程序性细胞死亡,是我们的机体所遵循一个有序的清理方法,用于消除损伤、衰老或不再需要的细胞。在暴露于辐射和化疗的情况下,这些治疗所引起的细胞DNA损伤会触发细胞凋亡和死亡。


研究人员在他们的研究中表明,死亡的子细胞在暴露于辐射后,会释放一种叫做Pvf1的蛋白质,这就好比人体中一个叫做血管生成素的蛋白质,它会结合到邻近亲代干细胞的受体上,这称为绑定受体。这种蛋白质——受体的结合会使干细胞产生一个短片段RNA,称为微RNA片段,其会抑制一个名为Hid/Diablo/Smac的关键蛋白的产生,它是触发细胞凋亡所必需。


其结果是,当干细胞像它们的子细胞一样遭受严重的DNA损伤时,由于Hid蛋白的合成受到抑制,它们就会免于自我毁灭。


“从本质上讲,这是孩子在告诉妈妈要自我保护,”Xing说道。


由于它们被阻止免遭即刻自我毁灭,这些干细胞直到让它们增殖和再生组织的时间时才会存活。该研究小组提出,当干细胞准备好增殖时,它们会激活一系列修复受损DNA的机制。通过阻止细胞凋亡,直到它们有最佳的机会修复治疗引起的DNA损伤和重建损伤组织,濒死的子细胞才能使亲代干细胞存活。


该系统具有进化上的意义,Hannele Ruohola-Baker说。通过保护亲代干细胞,濒死的子细胞保护可再生组织的唯一细胞类型,成体干细胞。


“在人类癌症中存在着非常相似的基因和蛋白质,它们可能在保护肿瘤起始细胞免遭破坏中具有相同的作用。结果就是肿瘤起始细胞可以存活,并且肿瘤会发生反复。通过针对这些因素,或许是通过阻断绑定受体,可能会阻断子细胞的保护信号,从而允许亲代干细胞的程序性细胞死亡,并预防癌症。

 


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