從感染躲避干細胞到病毒性疾病研究的新策略
對于干細胞，未來是開放的。它可以無限分裂以產生更多的干細胞，或者它可以長成其他種類的細胞，在心臟，大腦或其他器官中占據一席之地。但干細胞在成熟期間失去了一些東西：它具有抵抗病毒的卓越能力。
重要的是保護干細胞免受感染：其中一些是嬰兒的起始材料，而另一些則構成了根據需要建立或重建身體組織的關鍵儲庫。一個破壞或殺死干細胞的入侵者將是災難性的，但他們如何保護自己已經有幾十年的謎團了。在最近一項針對Cell的研究中，洛克菲勒的科學家們提出了一個解釋：干細胞處于持續(xù)的高度警戒狀態(tài)，并伴隨著先發(fā)制人的防御 - 其他細胞僅在病毒實際攻擊時才使用的保護手段。
“這才有意義，”資深作家查理·M·賴斯說，洛杉磯大學病毒學教授Maurice R.和Corinne P. Greenberg教授。“因為干細胞非常重要，身體會特別想要保護干細胞。”雖然某些成熟細胞類型可能被認為幾乎是可有可無的 - 當被破壞時，它們可以再次與身體的干細胞一起制造 - 干細胞本身不是。
防御準備好了
大多數身體的細胞已經確定了他們的身份，無論他們是腦細胞，心臟細胞還是任何其他“分化的”細胞類型。干細胞不同;他們沒有采取最終形式。它們可以分裂以產生更多的干細胞，或根據需要進行區(qū)分。
在過去的40年里，科學家們對干細胞的另一個有趣的事情感到困惑：它們對病毒攻擊具有異常抵抗力。賴斯小組和其他人最近的實驗集中在瘟疫，包括登革熱，艾滋病毒和寨卡病毒：干細胞拒絕這些瘟疫。
賴先生是賴斯實驗室的博士后研究人員，當他偶然發(fā)現一條線索時，正在研究干細胞制造肝細胞并研究肝炎感染：干細胞和肝細胞使用不同的病毒防御系統(tǒng)。
身體中的大多數細胞在檢測到病毒之前都處于相對低警戒狀態(tài)，此時它們會抽出一種叫做干擾素的分子。干擾素促使細胞和附近的細胞開啟數百種抗感染的基因。例如，這些基因可以促使細胞呼吁免疫細胞進行保護，或使其自殺。
但吳觀察到，干細胞持續(xù)轉向其他細胞響應干擾素而激活的許多抗病毒基因，即使周圍沒有干擾素。他們一直處于高度戒備狀態(tài)。
然后吳在多種干細胞類型中證實了這一發(fā)現，包括胚胎干細胞，研究人員人工創(chuàng)造的干細胞，以及通常棲息在胰腺，大腦或骨髓中的干細胞。隨著這些干細胞進入最終的分化細胞類型，他們關閉了抗病毒基因。吳在人體細胞中觀察到這種現象，但他也檢查了小鼠和黑猩猩的數據，在那里他看到了相同的模式。
為了證實這些抗病毒基因確實在保護干細胞，吳專注于一組抗病毒基因，稱為IFITM。它們編碼的蛋白質可以防止病毒進入細胞，并且經常在干細胞中開啟。當Wu從干細胞中刪除IFITM基因時，它們對登革熱，流感，西尼羅河和寨卡病毒敏感。
無視干擾素
這意味著細胞有兩種防御方式，這取決于它們是否是干細胞。常規(guī)的，分化的細胞在它們最大化防御之前等待病毒來臨，干擾素發(fā)出信號。干細胞忽視干擾素并始終保持其抗病毒系統(tǒng)。
后者似乎是一個很好的策略 - 那么為什么不區(qū)分細胞也不斷地保持防御?賴斯認為，細胞立即顯示所有防御措施是個壞主意。這將使附近的病毒有機會進行細胞防御，可能導致選擇一種罕見的，遺傳上不同的病毒，可以克服這些防御并導致疾病。賴斯建議，對于常規(guī)的，可更換的細胞，只有在需要時才能做出反應。
“通過更多地了解干細胞中的這種生物學，我們可以了解更多有關抗病毒機制的信息，”賴斯說。
他補充說，這樣的知識有朝一日會導致醫(yī)療應用。例如，它可能有助于研究人員設計更好的藥物來激活感染者的抗病毒反應。它也可能激發(fā)治療，幫助身體的免疫系統(tǒng)對抗癌癥，或用病毒療法攻擊癌癥干細胞。
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