最近的一项突破可能提高用于治疗癌症、血液疾病或因产生各种血细胞的干细胞故障所致的自身免疫性疾病患者的干细胞移植成功率。
爱因斯坦医学院三人研究团队的发现可能显著提高常规用于处理癌症、血液相关疾病或由于干细胞功能失常而导致的自身免疫性疾病患者的干细胞移植的有效性。这项研究在小鼠身上进行，今天发表在《科学》杂志上。
爱因斯坦医学院的多重角色担任者乌尔里希·施泰德尔（Ulrich Steidl）医学博士，哲学博士表示：“我们的发现可能会导致干细胞移植的更好结果，并扩大它们的应用。”他是细胞生物学教授兼主席，同时也是鲁思·L.和大卫·S.·戈特斯曼干细胞研究与再生医学研究所的临时主任，以及国家癌症研究所指定的蒙特菲奥里-爱因斯坦综合癌症中心的副主任。
施泰德尔博士与布丽塔·威尔（Britta Will）博士和辛·高（Xin Gao）博士合作，后者是爱因斯坦的前博士后研究员，目前在威斯康星大学麦迪逊分校，二人都是该论文的共同通讯作者。
增强干细胞动员
干细胞移植用于治疗某些条件，如人的造血干细胞（HSCs）受损（见于白血病或骨髓增生异常综合症）或数量不足（如骨髓衰竭或严重自身免疫性疾病）。该过程涉及将从供体身上提取的健康HSCs转移到患者体内。为了收集这些HSCs，供体接受药物以促进干细胞离开其在骨髓中的典型储存库并进入血液，从而允许其隔离和随后的移植。不幸的是，所用药物通常无法动员足够的HSCs以实现成功的移植。
“通常情况下，只有一小部分HSCs从骨髓迁移到血液中，但驱动这一过程的因素仍然大部分不清楚，”威尔博士指出，她是肿瘤学和医学的副教授，以及爱因斯坦的戴安·和亚瑟·B·贝尔弗癌症研究教授。“我们的研究标志着对这一过程理解的重大进展，突显了增强HSCs动员在临床应用中的新可能性。”
理解细胞膜融合
研究人员假设HSCs表面蛋白质的差异可能影响它们离开骨髓的可能性。他们对小鼠HSCs的调查显示，这些干细胞中有相当数量携带通常在巨噬细胞上发现的表面蛋白。此外，携带这些蛋白质的HSCs主要保留在骨髓中，而没有此类标记的HSCs在接受动员药物治疗后容易退出骨髓。
在观察HSCs与巨噬细胞之间的相互作用时，研究人员识别出了细胞膜融合（trogocytosis）的实例。这是一个细胞类型从另一个细胞提取部分膜并将这些膜片段整合到自身膜中的过程。表面c-Kit蛋白水平较高的HSCs尤其能够经历细胞膜融合，这导致它们的膜富含巨噬细胞蛋白——大幅增加了它们留在骨髓中的机会。这表明抑制c-Kit可能会阻碍细胞膜融合，从而导致更多的HSCs被动员用于移植。
“尽管已知细胞膜融合能够调节免疫反应和其他细胞功能，但这是我们首次观察到干细胞参与这一过程。我们仍在调查HSCs如何控制细胞膜融合，”高博士评论道，他是威斯康星大学麦迪逊分校病理学和实验室医学的助理教授。
研究人员计划进一步探讨这一现象：“我们的未来研究将调查细胞膜融合在HSCs中扮演的其他角色，包括其对血液再生的潜在影响、去除缺陷干细胞的作用，以及其在血液癌症中的参与，”威尔博士补充道。
这项研究是在已故的保罗·S·弗雷内特（Paul S. Frenette）医学博士的实验室启动的，他是造血干细胞研究的先驱，也是爱因斯坦鲁思·L.和大卫·S.·戈特斯曼干细胞生物学与再生医学研究所的创始主任。其他关键贡献者包括兰德尔·S·卡朋特（Randall S. Carpenter）博士和菲利普·E·布莱（Philip E. Boulais）博士，他们都是爱因斯坦的博士后研究员。
《科学》杂志上的文章标题为“c-Kit相关的细胞膜融合对造血干细胞池的调节。”参与研究的其他作者包括爱因斯坦的李辉辉（Huihui Li）博士和玛丽亚·马里亚诺维奇（Maria Maryanovich）博士、与爱因斯坦及英国威尔顿的富士胶卷迪奥辛生物技术公司（FUJIFILM Diosynth Biotechnologies）相关的克里斯托弗·R·马尔莱（Christopher R. Marlein）博士，以及在爱因斯坦和中国上海交通大学医学院的张大川（Dachuan Zhang）博士、威斯康星大学麦迪逊分校的马修·史密斯（Matthew Smith）和纽约市纪念斯隆凯特林癌症中心的大卫·J·钟（David J. Chung）医学博士，哲学博士。
这项研究获得了来自多个国家卫生研究院的资助（U01DK116312，R01DK056638，R01DK112976，R01HL069438，DK10513，CA230756，R01HL157948和R35CA253127）。
