2015-02-27
近日(ri)來自(zi)德(de)國的(de)研究人員發(fa)現(xian)，環境壓力是推(tui)動成體造血干(gan)細胞中DNA損傷的(de)一個主要(yao)因素，由此得(de)出結論良(liang)好(hao)的(de)夜(ye)間睡眠可(ke)以讓(rang)你(ni)的(de)干(gan)細胞保持(chi)“年(nian)輕”。他(ta)們(men)的(de)研究成果發(fa)表在《自(zi)然》雜志上。
正(zheng)常情(qing)況下，許多不同類型的(de)組織特異(yi)性成體干(gan)細胞(bao)，包括造(zao)血干(gan)細胞(bao)都(dou)處于一種(zhong)(zhong)靜(jing)息(xi)狀態(tai)，它(ta)們很少分裂，對能量的(de)需求(qiu)極低。該(gai)研究(jiu)的(de)Michael Milsom博士說：“我們的(de)理論認(ren)為，這種(zhong)(zhong)靜(jing)息(xi)狀態(tai)保護造(zao)血干(gan)細胞(bao)免受DNA損傷(shang)，由此讓(rang)它(ta)們避免了過早老化。”
然而，在諸如慢性(xing)失(shi)血(xue)(xue)或感染等壓力狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)況下，會驅(qu)使(shi)造(zao)血(xue)(xue)干細胞進入快速的(de)細胞分裂(lie)(lie)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)以生成新的(de)血(xue)(xue)細胞及修復受損組織。Milsom解釋說：“就像在半(ban)夜(ye)強迫你起床，將你推入到跑車(che)中，要求(qiu)你仍然在半(ban)夢半(ban)醒的(de)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)下以盡可能(neng)快的(de)速度環繞(rao)賽道開車(che)一樣。干細胞在短時(shi)間內從(cong)休息狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)轉向極高(gao)的(de)活性(xing)，要求(qiu)它(ta)們(men)迅速地提高(gao)代謝速率，合(he)成新的(de)DNA以及調整(zheng)細胞分裂(lie)(lie)。突(tu)然不得(de)不同時(shi)執(zhi)行這些復雜(za)的(de)功(gong)能(neng)，大大增加了(le)出錯(cuo)的(de)可能(neng)性(xing)。”
確實(shi)(shi)，這(zhe)項研究中的(de)一(yi)些實(shi)(shi)驗表明(ming)，在應激(ji)期間提高干(gan)細胞(bao)的(de)能(neng)量需求會導致(zhi)直接損傷DNA的(de)活(huo)性代謝物生成增加。如果這(zhe)種情況發生在細胞(bao)試圖復制DNA之時，那么(me)就可以(yi)導致(zhi)干(gan)細胞(bao)死亡(wang)，或有可能(neng)獲得(de)一(yi)些致(zhi)癌突變(bian)。
正常干細胞(bao)(bao)可以修復大多(duo)數的(de)這種由(you)壓力誘導的(de)DNA損傷(shang)，但你(ni)承受壓力的(de)次數越(yue)(yue)多(duo)，特定干細胞(bao)(bao)不能有效(xiao)修復損傷(shang)，隨后死亡或發生(sheng)突變為白血病形成(cheng)埋下種子的(de)可能性就越(yue)(yue)大。“我們認為，這一(yi)模(mo)型很好地(di)解釋了隨著年齡(ling)增長(chang)干細胞(bao)(bao)中DNA損傷(shang)的(de)逐漸累積，以及(ji)當你(ni)變老時組織維持和修復自身能力的(de)相應下降，”Milsom說。
此外，這項研究還進一(yi)步探討了：這種壓(ya)力反應是(shi)如何影(ying)響由DNA修復(fu)缺(que)(que)陷引起(qi)一(yi)種罕見遺傳性早(zao)衰癥(zheng)的小鼠(shu)模型的。范可(ke)尼貧血(xue)(xue)(Fanconi anemia)患(huan)者(zhe)(zhe)的血(xue)(xue)液系(xi)統發(fa)生崩潰，有(you)著(zhu)極高的患(huan)癌(ai)風險(xian)。范可(ke)尼貧血(xue)(xue)小鼠(shu)模型有(you)著(zhu)與人(ren)類中完全一(yi)樣的DNA修復(fu)缺(que)(que)陷，但小鼠(shu)卻不會自發(fa)形成(cheng)幾乎所(suo)有(you)人(ren)類患(huan)者(zhe)(zhe)中觀察到的骨髓(sui)衰竭(jie)。
“我們(men)認為，壓力誘導(dao)DNA損傷(shang)，這一缺失的因素是造成這些小(xiao)鼠(shu)造血(xue)(xue)干(gan)(gan)(gan)細胞(bao)耗竭(jie)的必要條(tiao)件(jian)，”Milsom說。當將范可尼貧血(xue)(xue)小(xiao)鼠(shu)暴(bao)露(lu)于模擬(ni)長時間持(chi)續病毒感染的刺激下(xia)時，它們(men)無(wu)法有效地修復發生(sheng)(sheng)的DNA損傷(shang)，并且它們(men)的干(gan)(gan)(gan)細胞(bao)發生(sheng)(sheng)衰竭(jie)。在相同(tong)的時間里，正(zheng)常小(xiao)鼠(shu)顯(xian)示造血(xue)(xue)干(gan)(gan)(gan)細胞(bao)數量逐漸減少(shao)，而范可尼貧血(xue)(xue)小(xiao)鼠(shu)的干(gan)(gan)(gan)細胞(bao)則(ze)幾乎(hu)完全耗盡，導(dao)致了骨(gu)髓衰竭(jie)及無(wu)法充足(zu)地生(sheng)(sheng)成血(xue)(xue)細胞(bao)來維持(chi)生(sheng)(sheng)命。
“這完(wan)全重(zhong)演了(le)范可尼貧(pin)血患者身(shen)上發生(sheng)的(de)事(shi)件，并為我(wo)(wo)們(men)(men)提供了(le)一個機(ji)會來了(le)解這一疾(ji)病的(de)發生(sheng)機(ji)制以(yi)及我(wo)(wo)們(men)(men)如何(he)能(neng)夠更(geng)好地治(zhi)療它(ta)，”Milsom說(shuo)。
研(yan)究(jiu)的(de)共同作(zuo)者、海德(de)堡干細(xi)胞技術與實驗醫(yi)學gGmbH研(yan)究(jiu)所(HI-STEM)主任(ren)、以及德(de)國(guo)癌(ai)癥(zheng)研(yan)究(jiu)中心(Stiftung Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ)干細(xi)胞和(he)癌(ai)癥(zheng)部(bu)門(men)負責人Andreas Trumpp教授認為，這項(xiang)研(yan)究(jiu)工作(zuo)是朝著了(le)解一系(xi)列的(de)年齡相關疾(ji)病邁出的(de)一大步。
Trumpp說(shuo)：“發現生理(li)應激、干(gan)(gan)細胞(bao)中突(tu)變與(yu)衰老(lao)(lao)之間(jian)的這種新的聯系(xi)令人感到非常興(xing)奮。受損干(gan)(gan)細胞(bao)是衰老(lao)(lao)的根源及癌癥的種子，通過了解干(gan)(gan)細胞(bao)經(jing)這一機制而發生老(lao)(lao)化(hua)，我們開始思考一些策略來阻(zu)止或(huo)至少減少受損干(gan)(gan)細胞(bao)的風(feng)險(xian)。”（轉載自：生物探(tan)索(suo)）
