血液中的制衡系统
![Zen monk meditating in front of balancing stones. The stones on the wooden plank represent hematopoietic stem cells reentering quiescence (left) and the production of blood cells (right), respectively. The stack of rocks on which they balance represents the ERK- and MEK1-dependent feedback mechanism. Credit: Manuela Baccarini 血液中的制衡系统](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2018/asystemofche.jpg)
造血干细胞(hsc)产生血液和免疫细胞,因此对生存至关重要。维也纳大学和维也纳医科大学的合资企业Max F. Perutz实验室的Manuela Baccarini小组现在已经展示了细胞内信号是如何在激活和休眠之间维持这种微妙的平衡的。他们的研究结果发表在著名杂志上细胞干细胞.
血液在体内循环时,将氧气和营养物质等重要物质输送到细胞和组织。化疗、放射治疗及失血总体上使整个系统变得贫瘠。骨髓中的一种特殊细胞,造血干细胞(hsc),补充贫困的系统,不仅产生红细胞对免疫系统细胞也有影响。因此,造血干细胞在生存中起着绝对关键的作用。
为了弥补失血,通常处于休眠状态的造血干细胞开始积极自我更新,并分化成所有类型的血细胞。然而,在完成它们的任务后,造血干细胞需要非常迅速地恢复到休眠状态,否则它们将耗尽。这需要一个非常微妙的平衡。一个微小的倾向于激活或休眠会对生物体造成灾难性的后果,在最坏的情况下,会导致死亡。
MFPL的Manuela Baccarini团队现在已经发现了这种微妙平衡背后的机制。第一作者克里斯蒂安·鲍姆加特纳说:“到目前为止,我们知道激活和恢复休眠之间的平衡是存在的,而且是必不可少的,但不知道它是如何保持的,以及哪些参与者参与其中。”这篇新论文确定了这些参与者,并详细介绍了他们在压力诱导的血液生成过程中的调节。
“两个关键的细胞内信号通路几乎总是并行激活,由一个反馈回路协调,使造血干细胞保持完美的平衡。它的美妙之处在于,无论启动它的刺激是什么,系统都将被重置,”曼努埃拉·巴卡里尼说。为了证明这一点,该小组故意将一名玩家从反馈循环中移除,并发现整个平衡转移,导致无节制的HSC激活,耗尽HSC室,最终无法产生足够的血细胞为了赔偿损失。研究中的通路抑制剂目前被用于癌症治疗。巴卡里尼的工作现在表明,这些化合物可以被重新利用,以调动“懒惰”的造血干细胞,例如在衰老的生物体中所见。
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