Current Biology：视死如归的干细胞

来源：生物通

干细胞一向以潜力无限而闻名，如今，它的优良品质中还可以再加上一条：视死如归。一项发表在《Current Biology》杂志上的最新研究表明，干细胞能够延迟自己的死亡，以应对身体受到的伤害。

干细胞一向以潜力无限而闻名，如今，它的优良品质中还可以再加上一条：视死如归。一项发表在《Current Biology》杂志上的最新研究表明，干细胞能够延迟自己的死亡，以应对身体受到的伤害。

这项研究是在涡虫中开展的，这种模式生物常常作为研究再生的模型，因为它们具有利用干细胞修复损伤的能力。文章的第一作者、康奈尔大学兽医学院的Divya Shiroor表示：“即使面临挑战并受到胁迫，涡虫干细胞仍然通过延迟死亡来应对损伤。”

研究人员将涡虫暴露在辐射下，然后让其中的一半受伤。他们发现，如果涡虫未受伤，则正如预期地那样，干细胞在辐射后死亡。但是，若涡虫受伤，则干细胞会存活下来，聚集在伤口部位的附近，延迟自身死亡以引起反应。

Shiroor表示：“如果动物暴露于辐射下，不久又受伤，那么这种辐射诱导的干细胞死亡会大大延迟。”这项成果可能对癌症的研究和治疗具有重要意义，特别是有助于患者选择化疗和手术，因为最新研究发现，手术损伤会促进休眠肿瘤细胞的转移。

研究人员希望进一步了解损伤如何促使涡虫干细胞承受辐射。Shiroor说：“我们希望鉴定出相关基因，如果与哺乳动物共享，那么这些基因也许有助于改造现有的疗法。”

涡虫在某些方面与人类相似，因此它们通常被用于基础研究。与人类一样，涡虫具有干细胞、相似的器官和相似的基因，但由于干细胞数量庞大且缺乏发达的免疫系统，它们在处理损伤时更加内行，而人类免疫系统的存在让情况变得更复杂。

研究人员指出，辐射会导致干细胞迅速启动凋亡，而损伤让凋亡过程延迟发生，同时防止干细胞进入有丝分裂状态，这大概是为了实现DNA损伤的修复。由于干细胞仅仅存在于伤口周围，他们推断“损伤信号”是高度局部的，可被这些细胞直接感知。

他们发现，损伤之后丝裂原活化蛋白激酶ERK（细胞外调节蛋白激酶）的激活驱动了干细胞的持久存在。ERK的药理抑制可阻止干细胞的持久存在。由于局部的细胞死亡不需要ERK活性，故研究人员认为，该通路在干细胞内起作用。

实验室有很多方法可以了解涡虫如何利用干细胞来成功恢复和再生，但Shiroor所在的实验室将辐射和损伤相结合，确定干细胞的反应是独一无二的。他们计划开展更加深入的研究，以了解干细胞如何知道损伤存在，以及其他细胞可能在此过程中起什么作用。

Shiroor表示：“我们已经确定了辐射和损伤后干细胞持续存在的关键基因，我们计划以此为垫脚石，今后开展更深入的探索。”

参考文献

Injury Delays Stem Cell Apoptosis after Radiation in Planarians, Current Biology (2020). DOI: 10.1016/j.cub.2020.03.054