這個(gè)技術(shù)為我們提供了一個(gè)新的視覺(jué)來(lái)研究髓系細胞分化的分子機制,有助于我們對于髓系細胞疾病如白血病的認識和處理。該項成果發(fā)表于10 月18 日的BLOOD上。
髓系干細胞一般來(lái)自于骨髓,會(huì )終末分化為白細胞,比如中性粒細胞等。如果在這個(gè)分化過(guò)程中發(fā)生障礙,就會(huì )導致血液疾病,比如白血病等。通常情況下,從事髓系細胞分化的研究人員在研究髓系分化時(shí),會(huì )直接從動(dòng)物身上取材,或者將白血病腫瘤細胞轉化到其早期的髓系干細胞狀態(tài)。因為原始髓系細胞難于方便取材、持續培養和后期研究操作,而腫瘤來(lái)源的細胞又往往具有基因突變,這些使得研究具有一些不確定性。上述研究系統的一些不足,促使王教授以及其同事去尋找一種更好方法來(lái)研究髓系細胞分化的機制。
王教授以及其同事開(kāi)始以老鼠胚胎干細胞為工具來(lái)研究髓系細胞分化。"以胚胎干細胞來(lái)研究血液細胞的分化,是一個(gè)非常好的模型。"李棟博士說(shuō):"但是目前的研究現狀表明,就以相對比較容易操作的老鼠胚胎干細胞為例,這也是一個(gè)比較耗時(shí)(最快也要2-3周時(shí)間),昂貴(因為在誘導分化的不同階段,需要添加多種外源細胞因子)的試驗過(guò)程,而且最后得到成熟白細胞的產(chǎn)量還很低,遠遠不能滿(mǎn)足對于分化機制研究的細胞量的要求。" 為此,李棟和研究組人員開(kāi)始把老鼠胚胎干細胞誘導分化為髓系造血干細胞,他們在這些髓系造血干細胞中表達一種外源性蛋白HOXB8, (后者已經(jīng)被用于永生化髓系干細胞,而且這種外源性蛋白是可以人為調控的)從而使這些細胞得以永生化。這些細胞增殖迅速,幾天之內就可以獲得所需細胞量,分化時(shí)間短,只要終止HOXB8表達的同時(shí),使用微量的G-CSF(一種誘導白細胞分化的細胞因子)刺激,一般只要4-6天就可以得到大量成熟的中性粒細胞。
"這確實(shí)簡(jiǎn)化了整個(gè)系統:第一,我們不再需要從動(dòng)物或者人體取材了;第二,我們永生化這些細胞后,培養操作簡(jiǎn)單,而且細胞保持了遺傳學(xué)的穩定。"王教授說(shuō)道。
大家知道蛋白激酶對于細胞增殖、細胞分化、免疫反應非常重要。研究者設計了一定數量的蛋白激酶抑制劑篩查試驗,試圖通過(guò)利用蛋白激酶抑制劑處理他們永生化的細胞,來(lái)找出一些在髓系細胞分化中起作用的潛在因子,并在此基礎上來(lái)研究髓系細胞分化的機制,以此證明他們這個(gè)方法的有效性和實(shí)用性。
通過(guò)篩查,發(fā)現mTOR 的抑制劑會(huì )影響髓系細胞的分化,表明它是分化過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵因子。進(jìn)一步的實(shí)驗表明mTOR 對于髓系細胞的分化非常重要。王教授說(shuō),"這是首次揭示這個(gè)分子在髓系分化中起重要作用,同時(shí)也證明該新技術(shù)對于將來(lái)研究正常或者異常髓系細胞分化都是非常有用的工具。""利用這個(gè)系統,我們可以通過(guò)對細胞進(jìn)行一些遺傳特性改變,來(lái)分析正常髓系細胞的分化進(jìn)程,以及發(fā)現一些異常改變而導致疾病,比白血病等。人們可以利用這個(gè)平臺來(lái)進(jìn)行大規模的藥物篩查,發(fā)現一些潛在的促進(jìn)髓系分化、減緩或者阻止髓系疾病的發(fā)生的藥物等。
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