造血干细胞具有应急能力
法国科学家Michael Sieweke领导的研究团队发现，造血干细胞除了保证血细胞的持续更新以外，还能够在紧急情况下生产机体所需的白细胞，以便应对炎症或感染。这一研究将有望帮助接受骨髓移植的患者抵御感染，文章于四月十日发表在Nature杂志上。
我们血液中的细胞具有供给、清理和防御的功能，但它们的寿命都不长。红细胞的平均寿命基本不超过三个月，血小板的寿命约为十天，而大多数白细胞只能存活几天。因此，机体必须及时生产足够的替代细胞，而这就是造血干细胞的工作。造血干细胞位于骨髓中，每天向血液输送数以亿计的新细胞。为此，造血干细胞必须一边增殖一边分化，生成特化的白细胞、红细胞或血小板等。
多年以来，造血干细胞分化的触发机制一直吸引着研究者们的注意。此前的研究显示，干细胞并非随机选取分化路径，而是在环境信号和内部因子的影响下决定自身的命运。那么造血干细胞是怎样对紧急事件进行正确应答，以满足机体需要的呢？例如，在机体受到感染时，及时生产足够的巨嗜细胞来吞噬入侵微生物。
此前，人们普遍认为造血干细胞不能解码上述信息，只会随机分化。而Michael Sieweke的研究团队向人们展示事实并非如此，造血干细胞能够感知这些信号并做出反应，生产出最适用于当前危机的细胞。
“我们发现，在感染或发炎时机体会大量产生一类生物分子，这种分子会直接告诉造血干细胞机体所需的分化路径，”文章的共同作者，Dr. Sandrine Sarrazin说。“这就是巨噬细胞集落刺激因子M-CSF，它会使PU.1基因激活。PU.1基因是髓系细胞分化的开关，该基因的活化能促使造血干细胞快速分化。”
“我们用一个荧光标记来指示PU.1的状态。动物实验和显微镜观察显示，造血干细胞应答M-CSF会立刻发亮，”文章共同作者之一，Noushine Mossadegh-Keller说。“随后我们证实，所有发亮细胞中的PU.1基因都被激活。说明细胞接到M-CSF信号后，就立刻改变了自己的身份。”
研究人员指出，明确这一信号使人们有望在面临急性感染的患者中，加速特定细胞的生成。未来人们可以利用M-CSF，在避免产生不利细胞的同时，刺激有用细胞的分化，以帮助免疫系统抵御感染。由于经历了骨髓移植的患者缺乏对感染的防御能力，因此这类研究对他们来说非常重要。
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