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Nature医学:生长因子加速干细胞再生
生物通 / 2015-10-13

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  Duke大学医学院的研究人员发现,在受到辐射之后表皮生长因子能够加速造血干细胞的恢复。该发现将能够帮助治疗癌症患者或者受到核辐射的人。文章发 表在二月三日的Nature Medicine杂志上。


研究人员发现,一些特定的基因改造小鼠能够抵御辐射带来的损伤,而这些小鼠骨髓中的表皮生长因子丰度很高。他们对这一现象背后的机制进行了研究。

“造血干细胞负责生成血液的组分,这一过程被称为造血。此前,人们并不认为表皮生长因子具有刺激造血的功能,”文章的资深作者,Duke大学医学教授John Chute说。“然而我们的研究显示,表皮生长因子能够促进造血干细胞的生长和受损后的再生。”

持续生产新血细胞和免疫细胞的造血干细胞,对辐射损伤非常敏感。保护造血干细胞或促进其再生,对于那些使接受骨髓移植的患者非常有益,也能够帮助治疗那些受到意外环境辐射的人,例如2011年日本福岛核泄漏事件中的受害者。

位于血管内壁的内皮细胞控制着造血干细胞的命运,Duke大学的研究人员在小鼠体内敲除了两个调节内皮细胞死亡的基因,构建了特殊的小鼠模型。在高强度的辐射下,这些基因工程小鼠的存活率更高,其血管和造血系统受到的伤害也较少。

研究人员分析了这些基因工程小鼠骨髓内皮细胞的分泌物,发现其中表皮生长因子EGF的水平显著提升,比对照小鼠血液中EGF的量高十八倍。体外培养研究显示,EGF可以直接刺激受辐射骨髓中的干细胞生长,使干细胞得以恢复。

随后,Duke大学的研究团队将小鼠分为三组,分别进行三种不同的骨髓移植实验。第一组小鼠接受正常骨髓细胞移植;第二组移植用的骨髓细胞来自受过辐射且接受了EGF治疗的小鼠;第三组移植用的骨髓细胞也来自受过辐射的小鼠,不过这些小鼠用生理盐水处理来代替EGF治疗。

研究显示,移植的正常骨髓细胞能够很好地增殖,移植成活率也最高。而辐射/ EGF处理组比辐射/生理盐水处理组的移植成活率高二十倍。

进一步研究显示,在致死剂量的辐射条件下,EGF能够显著提高小鼠存活率。如果小鼠在受到致死性辐射后接受EGF治疗,有93%的小鼠能够得以存活,而用生理盐水处理的小鼠只有53%才能存活。在受到辐射后,通常是PUMA蛋白激活干细胞死亡,研究人员认为EGF正是通过抑制PUMA蛋白起作用的。


“我们才刚开始了解EGF在辐射损伤后促进干细胞再生的机制,” Chute说。“研究显示,EGF将有望帮助受辐射或化疗的患者加速修复血液系统。”

 

 

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