血細(xì)胞是由造血干細(xì)胞形成的，眾所周知，造血干細(xì)胞很難在培養(yǎng)皿中生長，這是基礎(chǔ)研究中的一個關(guān)鍵過程。加州大學(xué)圣地亞哥醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了潛在的問題，并開發(fā)了一種保持培養(yǎng)細(xì)胞的方法。他們說，這些發(fā)現(xiàn)對于尋求干細(xì)胞移植的患者來說是一個積極的消息，并可能暗示其能成為一種防止衰老的新方法。
在骨髓移植中，通過靜脈注射造血干細(xì)胞來恢復(fù)骨髓或免疫系統(tǒng)受損患者的血液生成。該程序用于治療白血病、淋巴瘤、再生障礙性貧血和免疫缺乏癥等疾病。然而，供體干細(xì)胞并不總是提供給需要她們的病人。
這個heat shock factor 1 (HSF1)方法促進(jìn)了造血干細(xì)胞在培養(yǎng)和衰老過程中的蛋白質(zhì)平衡。
即使是接受干細(xì)胞治療的患者，移植更多的細(xì)胞也能減少并發(fā)癥，增加總體成功的機會。
Robert Signer博士，高級作者，加州大學(xué)圣地亞哥醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)助理教授
盡管其他研究人員試圖通過在盤子中重新創(chuàng)造骨髓環(huán)境來培養(yǎng)造血干細(xì)胞，但研究團(tuán)隊卻問，最初是什么內(nèi)部機制使這些細(xì)胞不健康，她們能直接糾正這個過程嗎？
該研究的主要作者M(jìn)iriama Kruta博士和同事們發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)盤的外部環(huán)境中，干細(xì)胞開始產(chǎn)生過多的蛋白質(zhì)，造成極大的壓力。激活熱休克應(yīng)激狀態(tài)反應(yīng)，這是一種由熱休克因子1(HSF 1)調(diào)控的高度保守的應(yīng)力減輕途徑。研究人員發(fā)現(xiàn)了兩種不同的小分子，她們可以超級激活HSF 1基因。通過將這些添加到培養(yǎng)中，熱休克途徑的活性增強有助于細(xì)胞平衡或平衡狀態(tài)的重新平衡。
“現(xiàn)在，我們可以在長時間的培養(yǎng)中保存高質(zhì)量的干細(xì)胞，”研究人員說。“我們希望質(zhì)量的提高將帶來更好的臨床結(jié)果。”
增強法恢復(fù)蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)HSF 1小鼠和人類造血干細(xì)胞均有激活。Signer說，下一步是測試這些小分子如何影響移植系統(tǒng)中人類干細(xì)胞的結(jié)果。
研究人員發(fā)現(xiàn)，熱休克途徑不僅在培養(yǎng)皿中很重要，而且在老化過程中，她還能保持干細(xì)胞在自身骨髓中的健康。當(dāng)HSF 1她在年輕人的干細(xì)胞中是不活躍的，她是在中老年人身上打開的。
研究人員說：“蛋白質(zhì)的損傷會在衰老的過程中損害干細(xì)胞，可能會破壞老年人的血液和免疫細(xì)胞的產(chǎn)生。蛋白質(zhì)的破壞會破壞老年人的血液和免疫細(xì)胞的產(chǎn)生。” HSF 1最終可能會被用來改善干細(xì)胞和組織的衰老功能，以預(yù)防血液紊亂，提高老年人的免疫力。
更多內(nèi)容：Kruta, M., et al. (2021) Hsf1 promotes hematopoietic stem cell fitness and proteostasis in response to ex vivo culture stress and aging. Cell Stem Cell.doi.org/10.1016/j.stem.2021.07.009.
