细菌感染应力造血干细胞
人们一直认为只有免疫细胞才能在细菌感染时起到防御的作用。然而,最近的研究表明,造血干细胞,在个人的一生中产生所有其他血细胞的细胞,也能够对感染做出反应。来自日本和瑞士的研究人员发现,细菌感染会激活骨髓中的造血干细胞,并通过强制诱导增殖来显著降低它们的造血能力。这些发现表明,细菌感染可能会引发血液生成失调,比如贫血或白血病。在发展血液疾病的预防方法时,这一信息是重要的。
背景:细菌感染和相关的免疫反应
当一个人被病毒或细菌感染时,免疫细胞在血液或淋巴对感染反应。其中一些免疫细胞在其表面上使用“传感器”,称为Toll样受体(TLR),以区分来自宿主表达的分子的入侵病原体。通过这样做,他们可以攻击并最终破坏病原体,从而在不攻击宿主细胞的情况下保护身体。
骨髓含有产生的造血干细胞血细胞,如淋巴细胞和红细胞,整个寿命。当发生感染时,激活并消耗大量的免疫细胞。因此,需要通过增加血液生产来补充这些免疫细胞骨髓。最近的研究表明,免疫细胞不是检测与感染相关的危险信号的唯一细胞。造血干细胞还识别这些信号并用它们来调整血液生产。然而,关于造血干细胞如何响应细菌感染或其如何影响其功能的知之甚少。
证据:造血干细胞对细菌感染的反应
研究人员熊本大学苏黎世大学分析了TLRS在细菌感染时造血干细胞的作用,鉴于免疫细胞和造血干细胞具有TLR。脂多糖(LPS),在革兰氏阴性细菌的外膜中发现的关键分子之一,并已知导致败血症,用于实验室动物以产生细菌感染模型。此外,研究人员分析了TLR的详细作用造血干细胞通过组合具有TLR和相关分子的基因改性动物或抑制这些分子的试剂来调节。
结果表明,LPS在整个身体中蔓延,最终达到骨髓。这刺激了造血干细胞的TLR并诱导它们以增殖。他们还发现,虽然刺激促进增殖,但在同一时间也诱导干细胞的应力。换句话说,尽管造血干细胞暂时增殖,但它们成功自复制的能力降低,导致血液产生减少。获得了类似的结果感染用大肠杆菌细菌。
未来的工作
本研究表明,造血干细胞虽然不负责免疫反应,但能够应对细菌感染,导致产生血液的能力降低。这表明造血干细胞的细胞分裂被迫被迫细菌感染诱导应激,并且可能进一步引起类似于在贫血或白血病中发生的血小霉病。“幸运的是,我们能够确认这种分子反应可以被毒品抑制,”其中一个研究领导者,Hithoshi Takizawa教授说熊本大学的IRCMS。“药物治疗血液和免疫力的生产细胞不削弱免疫反应对病原细菌的免疫反应。可能会同时预防血液未来疾病和许多细菌感染。“
这一发现在线发布细胞干细胞2017年7月21日,选择研究内容的插图被选为问题的封面。
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