骨髓干细胞“流动”的机制

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    [生物通讯]Weizmann研究院的科学家们揭开了干细胞脱离骨髓进入健康供体或白血病以及其它类型癌症和血液疾病病人的血液循环中的一个关键机制。这篇发表在6月27日期《自然免疫学》上的研究很有可能导致更有效的干细胞临床移植方法的产生。

    骨髓移植是许多癌症病人和遗传性血液病人挽救生命最后的希望。骨髓移植过程中，首先破坏掉病人骨髓中的恶性或缺陷干细胞，然后必需“动员”健康干细胞－－或是来自健康供体或是来自病人自身经历化疗前或期间的干细胞－－走出骨髓进入血液循环（换言之，必需诱使干细胞流动）。因此，科学家们一直试图找到诱使干细胞流动的方法。

    Weizmann研究院免疫学部的Tsvee Lapidot博士和他的博士生Isabelle Petit发现，骨髓中的一个关键蛋白SDF-1的降解是干细胞能否流动的关键。早先，该研究小组以及世界上一些其它研究小组就发现SDF-1通过激活粘合分子（起着“胶水”作用的分子）将干细胞锚定在骨髓内的机制。而今天揭示的则是干细胞“起锚”离开骨髓，“驶入”血液中的机制。

    科学家们研究了用生长因子G-CSF刺激骨髓干细胞会发生什么现象，这是当前最常用的刺激干细胞流动的方法。（除了在骨髓移植中的作用外，该方法还用于治疗中性粒细胞减少症（neutropenia）等血液中缺乏白细胞的血液疾病）。在这项研究之前，关于G-CSF的活化模式很大程度上还是一个未知数。Lapidot和 Petit发现，G-CSF通过产生降解酶尤其是弹性蛋白酶减少了骨髓中SDF-1的含量。结果导致干细胞“起锚”离开骨髓，进入血液中。SDF-1 降解期间产生的干细胞由于无法“抛锚”而找到地方停靠，因而也会驶离骨髓。科学家们发现，干细胞流动在骨髓中SDF-1 的含量最低时达到高峰。

    另外，研究小组还发现另外两个G-CSF效应：引起干细胞表面一类受体（CXCR4)的数目增加以及促进骨髓中白细胞的成熟。CXCR4是一种与SDF-1结合的受体。令人惊异的是，研究人员发现SDF-1 与CXCR4 之间的互作是干细胞流动发生所必需的。用中和抗体（neutralizing antibodies）抑制SDF-1和CXCR4 间的互作就会阻断干细胞的流动。

    这一发现有可能促进临床移植用干细胞的收集。而弹性蛋白酶在降解SDF-1中的作用的发现，也为治疗由于弹性蛋白酶遗传缺陷引起的中性类细胞减少症提供了新思路。

    Lapidot博士和他的同事1999年创制的人类干细胞实验体系，使研究人员可以通过将人类干细胞移植到丧失排斥外源细胞能力的免疫缺损小鼠中来研究人类造血干细胞迁移出血液、进入骨髓的机制。而在这项最新研究中，又利用该小鼠模型揭示出人类干细胞流动的机制。研究的部分样品来自经SDF-1治疗用于临床干细胞移植的健康供体。

生物通摘译自BIO.COM