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如何将干细胞与衰老和癌症有机统一在一起呢?

已有 4862 次阅读 2012-10-4 20:27 |系统分类:观点评述| 干细胞, 能力, 如何, 生物体

    身体系统中的绝大多数终末期细胞是短命的,必须在生命期间连续更换,这其中,干细胞起到最重要的发动作用;除了身体内正常的细胞更换,其他意外或偶发性的组织创伤,都需要干细胞发动的组织再生来弥补,这一过程能够被损伤过程诱导。然而,在生长中的或成年的生物体中,在很大程度上失去了构造出或者在组织受损的情况下再生出在结构和功能上完整的组织的能力。这就是疾病产生的最主要原因。

    但是这样的描述还没有将干细胞与衰老和癌症有机统一在一起。就拿伤口愈合来说,干细胞是发动伤口愈合的最重要因素,也可以说,没有干细胞就不可能有伤口愈合。干细胞是正常组织更新和受损组织再生的最重要因素。如果干细胞保持正常状态,那么人类就不会衰老;如果能够启动干细胞按照正常的模式再生组织,那么几乎可以治疗所有的疾病。干细胞分化为祖细胞,再分化为已分化细胞,一直到终末期细胞。干细胞中的干最重要的意义就是保持自我更新,这是区别干细胞和祖细胞或者其他已分化细胞的唯一重要的。当然多潜能分化也很重要,但是不如这个自我更新那么明显。失去了干细胞机体组织就不能再更新了,如果干细胞缓慢失去“干”性,那么衰老就不可避免。所以从这个思路看,很容易将干细胞与衰老联系在一起。

    肿瘤和干细胞又有什么关系?目前的理论认为肿瘤起源于肿瘤干细胞,也就是因为干细胞的干性,导致肿瘤干细胞能够不断更新,所以肿瘤很难消除,因为肿瘤干细胞是肿瘤细胞的一小部分。人类从正常组织分离干细胞已经很难了,而要分离肿瘤干细胞也会同样难,如果要靶向杀死肿瘤干细胞则更难了。这就是为什么肿瘤难以治疗的原因。肿瘤是如何产生呢?理论认为是由于干细胞突变、或者干细胞微环境发生变化,致使调控干细胞分化的信号丢失或错误,引起干细胞不受限制的增殖、迁移和分化,从而变成肿瘤干细胞,产生肿瘤。目前有越来越多的证据支持肿瘤干细胞理论。

     现在看,衰老是由于干细胞性质发生变化而导致的,同样的,肿瘤(也就是癌症)也是干细胞性质发生变化造成的,这样是不是把他们有机的统一在一起呢。

     参考资料:

衰老是一个复杂的生物过程,身体的功能随着时间流逝逐渐消失,并最终导向个体的死亡。然而,衰老还和很多疾病存在联系,例如癌症。癌症也被称为“衰老的疾病”。衰老不仅会对个体产生重大影响,同时对社会来说也是一个沉重的负担,因为它是主要的卫生保健花费原因。所以,如果想要改进个体的生命长度,尽可能长时间地保持健康,理解衰老的自然过程是最重要的事情。

尽管全世界已经做了大量研究,但是衰老的原因仍然很不清楚。特别是人体随着时间流逝,功能逐渐下降的原因还没有完全搞清楚。现在,西班牙的基因组调控研究中心(CRG)的一项新研究找到了一条衰老原因的重要线索,还发现了衰老促进包括癌症在内疾病的原因。

在这项研究中,科学家研究了年轻小鼠和衰老小鼠的皮肤,因为皮肤是衰老过程中表现最为明显的组织之一。衰老的很多可见特征都的确是由皮肤衰老引起的,包括脱发,皮肤变薄变皱,伤口愈合能力下降。皮肤和身体的其他部位一样,处于持续的更新状态中。会不停地用新的健康细胞取代死亡或损伤的细胞,以此来获得补充。所有的组织都依靠一群特殊的细胞来做到这点,这些细胞就是干细胞。“这些细胞有着独特的能力,它们可以生长,并分化成组织中的任何一种细胞类型,还有比非干细胞更好的抵抗压力和损伤的能力。这一再生和更新的过程被认为在整个生命中都可发生。”CRG的博士后研究员Jason Doles说,他也是论文的第一作者。

研究人员研究了衰老过程中的皮肤干细胞,他们想知道这些干细胞功能的变化是否部分参与了衰老。他们的主要发现是,衰老的过程中,皮肤干细胞实际上失去了正常的功能。“我们发现皮肤干细胞在衰老过程中的主要变化是受损的生长能力。我们还发现衰老的干细胞不像年轻干细胞那样耐受压力,这些发现很好地支持了干细胞功能变化可能促进衰老过程的观点。”论文的通讯作者,CRG癌症和衰老机理实验室(Mechanisms of Cancer and Aging lab)的领导人Bill Keyes说。

研究结果还不止于此,研究人员不仅发现了让皮肤干细胞衰老的新过程,还把衰老过程和包括癌症在内的疾病联系在了一起。事实上,同一个研究小组的最近一项研究已经证实了鳞状细胞癌发生过程中,这些干细胞的调控会发生异常。鳞状细胞癌是一种致命的皮肤癌症。这一次,研究人员记录了衰老的干细胞的高通量图谱(high-throughput profiling),并找到了导致衰老时失去功能的一个可能原因。他们发现,在正常的衰老过程中,整个皮肤都发生了改变,并产生很多不同的调节炎症的蛋白。正是这些炎症调控蛋白的异常产生降低了干细胞的功能。学术界早已知道炎症和癌症的发生有关,所以这项研究对两者的联系方式作出了重要发现。

总而言之,这些发现可以帮助解释衰老过程的主要原因,以及衰老是如何进行的。者项研究打开了一扇窗口,让减缓衰老成为了可能。此外,因为揭示了炎症是干细胞失调的原因,这项研究同时也发现了癌症的可能原因。



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