近日來(lái)自德國(guó)的研究人員發(fā)現(xiàn)，環(huán)境壓力是引起成體造血干細(xì)胞中DNA損傷的一個(gè)主要因素，由此得出結(jié)論：良好的夜間睡眠可以讓干細(xì)胞保持“年輕”。他們的研究成果發(fā)表在《自然》雜志上。

       正常情況下，許多不同類型的組織特異性成體干細(xì)胞(包括造血干細(xì)胞)都處于一種靜息狀態(tài)，它們很少分裂，對(duì)能量的需求極低。該研究的領(lǐng)導(dǎo)者M(jìn)ichael Milsom博士說(shuō)：“我們的理論認(rèn)為，這種靜息狀態(tài)能夠保護(hù)造血干細(xì)胞免受DNA損傷，讓它們避免了過(guò)早老化。”

       然而，在諸如慢性失血或感染等壓力狀況下，會(huì)驅(qū)使造血干細(xì)胞進(jìn)入快速的細(xì)胞分裂狀態(tài)以生成新的血細(xì)胞并修復(fù)受損組織。Milsom解釋說(shuō)：“就像在半夜強(qiáng)迫你起床，將你推入到跑車(chē)中，要求你在半夢(mèng)半醒的狀態(tài)下仍然以盡可能快的速度環(huán)繞賽道開(kāi)車(chē)一樣。干細(xì)胞在短時(shí)間內(nèi)從休息狀態(tài)轉(zhuǎn)向極高的活性，要求它們迅速地提高代謝速率，合成新的DNA以及調(diào)整細(xì)胞分裂。突然不得不同時(shí)執(zhí)行這些復(fù)雜的功能，大大增加了出錯(cuò)的可能性。”

       這項(xiàng)研究中的一些實(shí)驗(yàn)表明，在應(yīng)激期間提高干細(xì)胞的能量需求會(huì)導(dǎo)致直接損傷DNA的活性代謝物生成增加。如果這種情況發(fā)生在細(xì)胞試圖復(fù)制DNA之時(shí)，那么就可以導(dǎo)致干細(xì)胞死亡，或有可能引起致癌突變。

       正常干細(xì)胞可以修復(fù)大多數(shù)的這種由壓力誘導(dǎo)的DNA損傷，但如果你承受的壓力次數(shù)頻繁增加，特定干細(xì)胞無(wú)法有效地修復(fù)損傷，導(dǎo)致干細(xì)胞死亡或發(fā)生突變，為白血病的形成埋下種子。“我們認(rèn)為，這一模型很好地解釋了隨著年齡增長(zhǎng)干細(xì)胞中DNA損傷的逐漸累積，以及當(dāng)你變老時(shí)組織維持和修復(fù)自身?yè)p傷的能力會(huì)相應(yīng)下，”Milsom說(shuō)。

       此外，這項(xiàng)研究還進(jìn)一步探討了：這種壓力反應(yīng)是如何影響由DNA修復(fù)缺陷引起的一種罕見(jiàn)遺傳性早衰癥的小鼠模型的。“我們認(rèn)為，壓力誘導(dǎo)DNA損傷，這一缺失的因素是造成這些小鼠造血干細(xì)胞耗竭的必要條件，”Milsom說(shuō)。當(dāng)將范可尼貧血小鼠暴露于模擬長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)病毒感染的刺激下時(shí)，它們無(wú)法有效地修復(fù)發(fā)生的DNA損傷，并且它們的干細(xì)胞發(fā)生衰竭。在相同的時(shí)間里，正常小鼠顯示造血干細(xì)胞數(shù)量逐漸減少，而范可尼貧血小鼠的干細(xì)胞則幾乎完全耗盡，導(dǎo)致了骨髓衰竭，且無(wú)法充足地生成血細(xì)胞來(lái)維持生命。

       研究的共同作者、海德堡干細(xì)胞技術(shù)與實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)研究所(HI-STEM)主任、以及德國(guó)癌癥研究中心(DKFZ)干細(xì)胞和癌癥部門(mén)負(fù)責(zé)人Andreas Trumpp教授認(rèn)為，這項(xiàng)研究工作是朝著了解一系列與年齡相關(guān)的疾病邁出的一大步。

       Trumpp說(shuō)：“發(fā)現(xiàn)生理應(yīng)激、干細(xì)胞中突變與衰老之間的這種新的聯(lián)系令人感到非常興奮。受損干細(xì)胞是衰老的根源及癌癥的種子，通過(guò)了解干細(xì)胞經(jīng)這一機(jī)制而發(fā)生老化，我們開(kāi)始思考一些策略來(lái)阻止或至少減少干細(xì)胞受損的風(fēng)險(xiǎn)。”

來(lái)源：生物通