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Stem cells shown to delay their own death to aid healing

干细胞已经因其变形能力而闻名,现在它们可以将“抗死亡”添加到它们非凡的特性列表中。

一项新的研究表明,干细胞能够创造出身体的许多部分,而不仅仅是一个器官或身体的一部分,它们能够延迟自己的死亡,以应对需要它们关注的损伤。这项研究是在涡虫身上进行的,涡虫是一种微小的蠕虫,被用作研究再生的生物模型,因为它们能够利用干细胞从任何损伤中恢复过来。

第一作者、兽医学院卡洛琳·阿德勒博士实验室的研究生Divya Shiroor说:“Planarian干细胞,即使在受到挑战和许多胁迫的情况下,仍然会通过延迟死亡来对损伤作出反应。”

这项研究发表在5月7日的《当代生物学》(Current Biology)杂志上,这是首次在涡虫身上证明这种反应。

研究小组将涡虫暴露在辐射下,然后让一半的涡虫受到伤害。没有受到伤害的放射过的蠕虫经历了预测的干细胞死亡水平。然而,受伤蠕虫的干细胞存活了下来,聚集在伤口周围,推迟死亡时间,以做出反应。

Shiroor说:“我们证明,如果动物在辐射暴露后不久受伤,这种不可避免的辐射导致的细胞死亡可以大大推迟。”

这可能对癌症研究和治疗具有重要的意义,特别是在检查患者的化疗和手术方案时。

“通过了解损伤是如何促使planarian干细胞抵抗辐射的,”Shiroor说,“我们希望能识别出与哺乳动物共享的基因,这些基因也许能帮助完善现有的治疗方法。”

由于与人类相似,涡虫常被用于基础研究。和人类一样,涡虫也有干细胞,相似的器官和相似的基因,但是由于他们有大量的干细胞,并且缺乏发达的免疫系统,这使得人类的愈合过程变得复杂,所以他们更善于对伤害做出反应。

Shiroor说:“这确实简化了理解损伤和辐射对干细胞影响的过程,并允许我们直接研究它,而不受伤口愈合过程中同时触发的炎症等并行过程的阻碍。”

通过揭示在像涡虫这样的系统中受伤后控制干细胞的机制,研究人员也可以应用这一知识来设计干细胞,使其在人体中做出类似的反应。

实验室有很多方法来了解涡虫如何利用干细胞成功地恢复和再生,但阿德勒实验室结合辐射和损伤来识别一种新的干细胞反应是独特的。研究人员计划深入挖掘,以了解压力下的干细胞是如何知道有损伤的,以及其他细胞可能在它们的反应中扮演什么角色。

Shiroor说:“我们已经确定了一个关键基因,它是干细胞在辐射和损伤后保持活力所必需的,我们计划利用它作为进一步探索的垫脚石。”

梅勒妮·格里沃·科尔多瓦是兽医学院的主编。

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