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Nature子刊:誓死保卫你,干细胞母亲

    华盛顿大学的科学家们发现,在放疗和化疗下死亡的子细胞,会在临死前发出SOS信号,让干细胞母亲避免同样的悲惨命运。这项研究发表在五月十一日的Nature Communications杂志上。

    这一发现可以解释癌症在治疗后的复发,有助于开发出更有效的抗癌药物,文章的第一作者华盛顿大学的博后Yalan Xing说。
绝大多数人体组织拥有成体干细胞,这些细胞可以不断再生和分化,帮助机体生长,替换受损和老化的细胞。许多癌症也具有类似的细胞,它们通过自我更新和分化,启动并维持癌症的发展。这些细胞被称为癌症干细胞或肿瘤起始细胞。

    成体干细胞和癌症干细胞有一个共同的特点,它们都可以在化疗和放疗时存活下来。干细胞的这种能力有助于机体康复,而癌症干细胞会抵抗治疗导致癌症复发。(延伸阅读:Science:干细胞维持“干”性的秘诀)

    那么这些细胞为何能够在致死剂量的放疗和化疗中存活呢?Yalan Xing和Hannele Ruohola-Baker教授对果蝇的成体干细胞进行了研究,Ruohola-Baker教授是这篇文章的资深作者。

    他们发现,受到辐射的垂死子细胞会释放蛋白Pvf1(类似于人类的血管生成素),与干细胞母亲的Tie受体结合。这使干细胞生成一种microRNA(bantam),抑制触发凋亡所必需的蛋白Hid/Diablo/Smac。

    凋亡也称为程序性细胞死亡,机体通过这一途径有序清除受损、老化或者不再需要的细胞。放疗和化疗引起的DNA损伤会触发细胞凋亡。
研究显示,尽管干细胞和子细胞一样受到了严重的DNA损伤,但由于Hid受到抑制干细胞并不会凋亡。“这是孩子在告诉母亲要如何保护自己,”Xing说。

   垂死的子细胞通过阻断干细胞凋亡,帮助干细胞生存下来等待恢复和再生的最佳时机。这一机制在进化上很有意义,Ruohola-Baker说。垂死的子细胞通过这种方式守护干细胞,保存唯一可以再生组织的细胞类型。

    研究人员指出,人类癌症中也存在类似的基因和蛋白,很可能同样保护着癌症干细胞。人们可以靶标这些因子(比如Tie受体),通过阻断子细胞的保护性信号,促使癌症干细胞死亡,避免癌症复发。
 

    原文标题:Tie-mediated signal from apoptotic cells protects stem cells in Drosophila melanogaster

 

    原文摘要:Many types of normal and cancer stem cells are resistant to killing by genotoxins, but the mechanism for this resistance is poorly understood. Here we show that adult stem cells inDrosophila melanogaster germline and midgut are resistant to ionizing radiation (IR) or chemically induced apoptosis and dissect the mechanism for this protection. We find that upon IR the receptor tyrosine kinase Tie/Tie-2 is activated, leading to the upregulation of microRNA bantam that represses FOXO-mediated transcription of pro-apoptotic Smac/DIABLO orthologue, Hid in germline stem cells. Knockdown of the IR-induced putative Tie ligand, Pvf1, a functional homologue of humanAngiopoietin, in differentiating daughter cells renders germline stem cells sensitive to IR, suggesting that the dying daughters send a survival signal to protect their stem cells for future repopulation of the tissue. If conserved in cancer stem cells, this mechanism may provide therapeutic options for the eradication of cancer.


 

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