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(xì)胞分化的分子機(jī)制,有助于我們對(duì)于髓系細(xì)胞疾病如白血病的認(rèn)識(shí)和處理。該項(xiàng)成果發(fā)表于10 月18 日的BLOOD上。
髓系干細(xì)胞一般來(lái)自于骨髓,會(huì)終末分化為白細(xì)胞,比如中性粒細(xì)胞等。如果在這個(gè)分化過(guò)程中發(fā)生障礙,就會(huì)導(dǎo)致血液疾病,比如白血病等。通常情況下,從事髓系細(xì)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(xì)胞轉(zhuǎn)化到其早期的髓系干細(xì)胞狀態(tài)。因?yàn)樵妓柘导?xì)胞難于方便取材、持續(xù)培養(yǎng)和后期研究操作,而腫瘤來(lái)源的細(xì)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(tǒng)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(xì)胞分化的機(jī)制。
王教授以及其同事開(kāi)始以老鼠胚胎干細(xì)胞為工具來(lái)研究髓系細(xì)胞分化。"以胚胎干細(xì)胞來(lái)研究血液細(xì)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(xiàn)狀表明,就以相對(duì)比較容易操作的老鼠胚胎干細(xì)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?yàn)樵谡T導(dǎo)分化的不同階段,需要添加多種外源細(xì)胞因子)的試驗(yàn)過(guò)程,而且最后得到成熟白細(xì)胞的產(chǎn)量還很低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足對(duì)于分化機(jī)制研究的細(xì)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(xì)胞誘導(dǎo)分化為髓系造血干細(xì)胞,他們?cè)谶@些髓系造血干細(xì)胞中表達(dá)一種外源性蛋白HOXB8, (后者已經(jīng)被用于永生化髓系干細(xì)胞,而且這種外源性蛋白是可以人為調(diào)控的)從而使這些細(xì)胞得以永生化。這些細(xì)胞增殖迅速,幾天之內(nèi)就可以獲得所需細(xì)胞量,分化時(shí)間短,只要終止HOXB8表達(dá)的同時(shí),使用微量的G-CSF(一種誘導(dǎo)白細(xì)胞分化的細(xì)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(xì)胞。
"這確實(shí)簡(jiǎn)化了整個(gè)系統(tǒng):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(xì)胞后,培養(yǎng)操作簡(jiǎn)單,而且細(xì)胞保持了遺傳學(xué)的穩(wěn)定。"王教授說(shuō)道。
大家知道蛋白激酶對(duì)于細(xì)胞增殖、細(xì)胞分化、免疫反應(yīng)非常重要。研究者設(shè)計(jì)了一定數(shù)量的蛋白激酶抑制劑篩查試驗(yàn),試圖通過(guò)利用蛋白激酶抑制劑處理他們永生化的細(xì)胞,來(lái)找出一些在髓系細(xì)胞分化中起作用的潛在因子,并在此基礎(chǔ)上來(lái)研究髓系細(xì)胞分化的機(jī)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(xiàn)mTOR 的抑制劑會(huì)影響髓系細(xì)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(yàn)表明mTOR 對(duì)于髓系細(xì)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(duì)于將來(lái)研究正?;蛘弋惓K柘导?xì)胞分化都是非常有用的工具。""利用這個(gè)系統(tǒng),我們可以通過(guò)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行一些遺傳特性改變,來(lái)分析正常髓系細(xì)胞的分化進(jìn)程,以及發(fā)現(xiàn)一些異常改變而導(dǎo)致疾病,比白血病等。人們可以利用這個(gè)平臺(tái)來(lái)進(jìn)行大規(guī)模的藥物篩查,發(fā)現(xiàn)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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