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2022-01-27 10:45

干细胞的发现有可能改善癌症治疗

stroma, bone marrow

西达斯-西奈干细胞科学家最近的两项发现可能有助于提高癌症治疗的效率,并缩短人们从放疗和化疗中恢复的时间。

在发表在《血液》(Blood)杂志上的第一项研究中,研究人员发现了一种由血液干细胞表达的蛋白质,可以帮助识别、研究和部署用于治疗的细胞。

Cedars-Sinai血液学和细胞治疗部门主任、该研究的资深作者John Chute博士说:“我们表明,这种蛋白,syndecan-2,可以识别原始血液干细胞,并调节干细胞功能。”

造血干细胞在骨髓和外周血液中发现的数量很少,外周血液流经心脏、动脉、毛细血管和静脉。这些干细胞引起了科学家们的兴趣,因为它们产生了体内所有的血细胞和免疫细胞。它们被用于白血病和淋巴瘤的治疗。

这一方法面临着一个重大挑战:造血干细胞在骨髓和外周血中所占的比例不到0.01%,而且目前还没有一种很好的方法将它们与其他细胞分离开来。这意味着,当人们接受骨髓和外周血细胞的注射时,他们得到的是少量的具有治疗作用的干细胞和大量的其他细胞。

为了研究这一现象,由第一作者Christina M. Termini博士领导的Chute实验室的研究人员从成年老鼠身上提取骨髓细胞,并将样本通过一种设备进行检测,该设备可以根据细胞表面的蛋白质检测数百种不同类型的细胞。这一过程揭示了造血干细胞在细胞表面有高浓度的syndecan-2,它是被称为硫酸肝素蛋白聚糖的蛋白质家族的一部分。

研究人员发现,这种蛋白质在造血干细胞的繁殖过程中起着重要作用。当表达syndecan-2的干细胞在照射后被移植到小鼠体内时,它们的细胞重新繁殖。但是当缺少syndecan-2的干细胞被移植后,这些细胞就停止了复制。

通过只移植表达syndecan-2的细胞,可能会使血液干细胞移植更有效,毒性更小。

第二次发现

Chute和他的团队的第二项发现发表在《自然通讯》杂志上,揭示了骨髓血管对损伤(如化疗或辐射)的反应机制。

当人们接受放疗或化疗作为癌症治疗的一部分时,他们的血液计数会直线下降。这些计数通常需要几周才能恢复到正常水平。

Chute和他的同事发现,当老鼠接受放射治疗时,排列在骨髓血管内壁的细胞会产生一种叫做信号蛋白3A的蛋白质。这种蛋白质告诉另一种叫做神经磷脂1的蛋白质杀死骨髓中受损的血管。

当研究人员阻断这些血管细胞产生神经pilin 1或信号素3A的能力,或注射一种抗体阻断信号素3A与神经pilin 1的通信,照射后骨髓血管系统再生。此外,血液计数在一周后显著增加。

该论文的高级作者Chute说:“我们发现了一种机制,似乎可以控制受伤后血管的再生。”抑制这种机制可导致化疗或照射后骨髓中的血管和血细胞迅速恢复。原则上,靶向这种机制可以让患者在化疗后一到两周内恢复,而不是目前的三到四周。”

特尔尼是加州大学洛杉矶分校大卫格芬医学院的博士后科学家,是这两项研究的第一作者。