干细胞如何被激活以对抗感染

最近，由加州大学洛杉矶分校（UCLA）Broad再生医学和干细胞研究中心成员Julian Martinez-Agosto博士带领的一项研究发现，以前已知与免疫系统无关的两个基因，在祖干细胞如何被激活以对抗感染的过程中，发挥了至关重要的作用。这项为期两年的研究，发表在最近的《Current Biology》杂志。

　　

生物通报道：最近，由加州大学洛杉矶分校（UCLA）Broad再生医学和干细胞研究中心成员Julian Martinez-Agosto博士带领的一项研究发现，以前已知与免疫系统无关的两个基因，在祖干细胞如何被激活以对抗感染的过程中，发挥了至关重要的作用。

这一发现为我们更好地了解祖细胞在免疫系统反应中的作用，奠定了基础，能够促进一系列疾病更有效疗法的发展。这项为期两年的研究，发表在最近的《Current Biology》杂志。

祖细胞是干细胞和造血系统、组织及器官的完全分化的细胞之间的联系。这个成熟过程，称为分化，部分是由祖细胞来自的原初环境（称为微环境niche）所决定。这些祖细胞有很多保持在一种静止状态或“待机模式”，准备分化以响应免疫挑战，如应激、感染或疾病。

本文第一作者、Martinez-Agosto实验室博士后Gabriel Ferguson博士，根据本实验室以往的研究，该研究利用果蝇（Drosophila）的血液系统，表明一组特定的信号必须被祖细胞接收，才能激活它们分化成为能抗击损伤后感染的细胞。Ferguson主要集中两个先前在干细胞（而不是血液系统）发现的基因，命名为Yorkie和Scalloped，发现它们在一种新表征的细胞类型（称为血统指定细胞）中是必需的。然后这些细胞基本上是作为一个开关，给祖细胞发送所需的信号。

研究人员还发现，当祖细胞没有接受到所需的信号时，果蝇就不会产生对抗感染所需的成熟细胞。这表明，血液系统对抗外界感染和其他病原体的能力，与这种新细胞类型所发送的信号有直接关系。

人类遗传学副教授Martinez-Agosto说：“这项研究的美妙之处在于，我们现在有一种系统，利用这种系统，我们可以探讨一种信号细胞如何使用这两个基因（Yorkie和Scalloped，它们之前从未被证明存在于血液中），来指导产生特定的细胞。它可以帮助我们最终回答一个问题：我们的身体如何知道怎样产生能对抗感染的特定细胞类型？”

研究人员表示，他们希望未来的研究将在果蝇之外、扩展到哺乳动物模型中检测这些基因，并且研究人员将使用该系统来研究Yorkie和Scalloped基因在不同微环境中的作用。

Ferguson说：“在生化水平上，果蝇、小鼠和人类的分子机器之间有许多的共性。本研究可促进我们对于微环境如何调节祖细胞或干细胞分化和细胞命运的共同理解。”

Martinez-Agosto指出：“研究这些基因的功能及它们对免疫反应的影响，具有很大的潜力，可加快开发新的靶向疗法。”

（生物通：王英）

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生物通推荐原文摘要：
Yorkie and Scalloped Signaling Regulates Notch-Dependent Lineage Specification during Drosophila Hematopoiesis
Summary
Cellular microenvironments established by the spatial and temporal expression of specific signaling molecules are critical for both the maintenance and lineage-specific differentiation of progenitor cells. In Drosophila, a population of hematopoietic progenitors, or prohemocytes, within the larval lymph gland gives rise to three mature cell types: plasmatocytes, lamellocytes, and crystal cells. Removal of the secreted signaling molecules Hedgehog and PVF1 from the posterior signaling center (PSC), which acts as a niche, leads to a loss of progenitors and complete differentiation of the lymph gland. Here, we characterize a novel population of signaling cells within the lymph gland, distinct from the PSC, that are required for lineage-specific differentiation of crystal cells. We provide evidence that Yorkie and Scalloped, the Drosophila homologs of YAP and TEAD, are required in lineage-specifying cells to regulate expression of Serrate, the Notch ligand responsible for the initiation of the crystal cell differentiation program. Genetic manipulation of yorkie and scalloped in the lymph gland specifically alters Serrate expression and crystal cell differentiation. Furthermore, Serrate expression in lineage-specifying cells is eliminated in the lymph gland upon the immune response induced by wasp parasitization to ensure the proper differentiation of lamellocytes at the expense of crystal cells. These findings expand the roles for Yorkie/Scalloped beyond growth to encompass specific cell-fate determination in the context of blood development. Similar regulatory functions may extend to their homologs in vertebrate progenitor cell niches that are required for specifying cell fate.