监测细胞的命运

来源：科技日报   发布者：亦云   日期：2016-07-29  

导读：由苏黎世联邦理工学院的科学家领导的国际科研团队正在研究影响不同血细胞发展的因素，该研究将有助于提高我们对白血病和贫血等疾病的认识。 由苏黎世联邦理工学院的科学家领导的国际科研团队正在研究影响不同血细胞发展的因素。他们的研究表明，某些分子机制与之前的研究假设并不相关。该研究将有助于提高我们对白血病和贫血等疾病的认识。 在生物学术语中，细胞是生物体的最小的功能单位。人体内有大量的细胞：，根据一个人身高和体重的不同，不同部位可能存在10到100万亿的细胞。这些细胞中的大多数在体内发挥特定的功能，被称为分化细胞。干细胞是指能够连续分裂产生更多的干细胞和分化细胞的细胞，因而提供了源源不断的分化细胞。身体内的某些细胞寿命较短。例如，许多白血细胞（白细胞）和血小板，它们的寿命只有几个小时到几天的时间，而红血细胞则可以存活四个月左右。 干细胞再生 骨髓中的干细胞，每秒钟产生数以百万计的新的血细胞。这些干细胞是多功能的，这意味着它们可以产生各种类型的、具有不同功能的、专门的血细胞：红细胞，负责氧气运输，白细胞是人体免疫防御系统的一部分，血小板在血液凝固方面起着关键的作用。干细胞到底是如何发展成不同的细胞类型，这个问题科学家们还没有完全弄清楚。换句话说，分化的过程，决定要产生哪种类型的细胞，取决于一些不同的外部和内部因素。 苏黎世联邦理工学院生物系统科学和工程系（总部设在巴塞尔）教授蒂姆 施罗德教授和他的同事们，正在研究血细胞发展过程中起到关键作用的因素。“干细胞分化的调控在维持血液形成的过程中起重要作用，”施罗德教授解释说。”如果这一系统无法正常工作，可以导致威胁生命的疾病，如贫血和白血病。因此，我们需要更加细致地了解参与这一调控过程的分子机制。” 在分子水平上进行观察 细胞生物学家和他的研究团队正在分析，干细胞如何分化成不同类型的血细胞，以及细胞核（转录因子）中的分子如何控制这个复杂的过程。与德国环境健康研究中心合作，他们已经开发出了一种新型的用于观察细胞的显微技术，只有极少数的世界干细胞研究室才拥有这种尖端设备。 两种蛋白质GATA1 和 PU.1得到了研究人员的格外关注。它们在血细胞分化过程中扮演重要角色，蒂姆 施罗德解释说。“它们是转录因子，能够激活或抑制具有多种靶向基因的综合性遗传程序。它们是细胞命运的强大调节器。” 发展潜力 利用时差显微技术，研究人员能够以前所未有的精度观察干细胞的分化过程，也能对两种蛋白质GATA1 和 PU.1进行定量研究。“几十年来，科学家一直认为这两种转录因子的作用是负责干细胞的谱系。现在我们能够证明这是错误的，这个决定是由其他机制负责的。”施罗德教授解释说。目前，为了了解造血干细胞分化这个及其复杂的过程，研究的重点应该放在其他分子机制上。 血液病如白血病是严重的血液系统疾病。为了提高我们对这些疾病的认识，并提出有效的治疗方法，我们需要确切地知道血细胞个体是如何产生的。苏黎世联邦理工大学已经奠定了这方面的研究基础。

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