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从感染躲避干细胞到病毒性疾病研究的新策略

2019-04-24 09:59:33 • 来源：

对于干细胞，未来是开放的。它可以无限分裂以产生更多的干细胞，或者它可以长成其他种类的细胞，在心脏，大脑或其他器官中占据一席之地。但干细胞在成熟期间失去了一些东西：它具有抵抗病毒的卓越能力。

从感染躲避干细胞到病毒性疾病研究的新策略

重要的是保护干细胞免受感染：其中一些是婴儿的起始材料，而另一些则构成了根据需要建立或重建身体组织的关键储库。一个破坏或杀死干细胞的入侵者将是灾难性的，但他们如何保护自己已经有几十年的谜团了。在最近一项针对Cell的研究中，洛克菲勒的科学家们提出了一个解释：干细胞处于持续的高度警戒状态，并伴随着先发制人的防御 - 其他细胞仅在病毒实际攻击时才使用的保护手段。

“这才有意义，”资深作家查理·M·赖斯说，洛杉矶大学病毒学教授Maurice R.和Corinne P. Greenberg教授。“因为干细胞非常重要，身体会特别想要保护干细胞。”虽然某些成熟细胞类型可能被认为几乎是可有可无的 - 当被破坏时，它们可以再次与身体的干细胞一起制造 - 干细胞本身不是。

防御准备好了

大多数身体的细胞已经确定了他们的身份，无论他们是脑细胞，心脏细胞还是任何其他“分化的”细胞类型。干细胞不同;他们没有采取最终形式。它们可以分裂以产生更多的干细胞，或根据需要进行区分。

在过去的40年里，科学家们对干细胞的另一个有趣的事情感到困惑：它们对病毒攻击具有异常抵抗力。赖斯小组和其他人最近的实验集中在瘟疫，包括登革热，艾滋病毒和寨卡病毒：干细胞拒绝这些瘟疫。

赖先生是赖斯实验室的博士后研究人员，当他偶然发现一条线索时，正在研究干细胞制造肝细胞并研究肝炎感染：干细胞和肝细胞使用不同的病毒防御系统。

身体中的大多数细胞在检测到病毒之前都处于相对低警戒状态，此时它们会抽出一种叫做干扰素的分子。干扰素促使细胞和附近的细胞开启数百种抗感染的基因。例如，这些基因可以促使细胞呼吁免疫细胞进行保护，或使其自杀。

但吴观察到，干细胞持续转向其他细胞响应干扰素而激活的许多抗病毒基因，即使周围没有干扰素。他们一直处于高度戒备状态。

然后吴在多种干细胞类型中证实了这一发现，包括胚胎干细胞，研究人员人工创造的干细胞，以及通常栖息在胰腺，大脑或骨髓中的干细胞。随着这些干细胞进入最终的分化细胞类型，他们关闭了抗病毒基因。吴在人体细胞中观察到这种现象，但他也检查了小鼠和黑猩猩的数据，在那里他看到了相同的模式。

为了证实这些抗病毒基因确实在保护干细胞，吴专注于一组抗病毒基因，称为IFITM。它们编码的蛋白质可以防止病毒进入细胞，并且经常在干细胞中开启。当Wu从干细胞中删除IFITM基因时，它们对登革热，流感，西尼罗河和寨卡病毒敏感。

无视干扰素

这意味着细胞有两种防御方式，这取决于它们是否是干细胞。常规的，分化的细胞在它们最大化防御之前等待病毒来临，干扰素发出信号。干细胞忽视干扰素并始终保持其抗病毒系统。

后者似乎是一个很好的策略 - 那么为什么不区分细胞也不断地保持防御?赖斯认为，细胞立即显示所有防御措施是个坏主意。这将使附近的病毒有机会进行细胞防御，可能导致选择一种罕见的，遗传上不同的病毒，可以克服这些防御并导致疾病。赖斯建议，对于常规的，可更换的细胞，只有在需要时才能做出反应。

“通过更多地了解干细胞中的这种生物学，我们可以了解更多有关抗病毒机制的信息，”赖斯说。

他补充说，这样的知识有朝一日会导致医疗应用。例如，它可能有助于研究人员设计更好的药物来激活感染者的抗病毒反应。它也可能激发治疗，帮助身体的免疫系统对抗癌症，或用病毒疗法攻击癌症干细胞。

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