JEM年度再虐心!肥胖可損害干細胞分化!
摘要:現在人們已經(jīng)認識到血液干細胞是由許多細胞亞群組成的
盡管這個(gè)結論的來(lái)源僅僅是一項肥胖小鼠模型的研究,但研究者們提出了在治療性移植過(guò)程中如何對待從肥胖人群中分離的HSCs的問(wèn)題。該研究以《ObesityAlterstheLong-TermFitnessoftheHematopoieticStemCellCompartmentthroughModulationofGfi1Expression.》為題發(fā)表在《JournalofExperimentalMedicine》上。
辛辛那提兒童醫院醫學(xué)中心的研究負責人兼助理教授DamienReynaud,Ph.D博士說(shuō):“目前關(guān)于
骨髓捐獻者的肥胖問(wèn)題對造血
干細胞質(zhì)量的影響我們知之甚少。我們希望能更好地了解肥胖的分子變化,以預測使用從肥胖捐獻者分離出的干細胞的潛在風(fēng)險。Reynaud博士的研究小組通過(guò)追蹤HSC的區室失調,希望能改變轉錄因子Gfi1的表達。
作者指出,肥胖是一種慢性機體應激,破壞了多種系統和組織特異
性功能。在這項研究中,作者決定調查肥胖對HSC室的活性的影響。使用獨立的小鼠模型,研究結果表明肥胖對HSC隔室具有
持久的作用。盡管在肥胖癥中HSCs僅在穩態(tài)時(shí)表現出有限的表型和功能性紊亂,但是同時(shí)也表現出對造血應激的增殖反應以及對中期造血的重建能力。
從機理上看,研究者們發(fā)現這種異常的HSC活性與特定分子特征的獲得相關(guān),特別是Gfi1表達的上調。這些分子和功能異常的HSC特征是在肥胖的建立過(guò)程中逐漸被獲得,而且即使在體重減輕或移植到正常受者后這種異常特征也保持穩定。Gfi1是肥胖癥中與HSC相關(guān)的異常氧化環(huán)境的主要調節者之一。總而言之,肥胖癥會(huì )導致HSC功能和表型的持續變化,這種變化在分子水平上反映在Gfi1表達上,這與
遺傳上與HSC功能的變化相關(guān),而非表型。
氧化應激是肥胖中HSC失調的主要驅動(dòng)因素
該研究報道表示,從機制上說(shuō),我們確定肥胖誘導的氧化應激反應可以調節轉錄因子Gfi1的表達,而增加Gfi1表達是肥胖誘導的異常HSC功能所必需的。這些結果表明,肥胖會(huì )在HSC功能和表型上產(chǎn)生持久的作用,Gfi1表達對氧化環(huán)境的反應升高是肥胖癥中觀(guān)察到的HSC性質(zhì)改變的關(guān)鍵驅動(dòng)因素。
肥胖對HSC的功能影響
肥胖與HSC中Gfi1表達的上調有關(guān)
Gfi1上調肥胖影響所有HSC亞群
肥胖對HSC室的長(cháng)效作用
Gfi1控制肥胖癥的HSC命運
最后,Reynaud博士說(shuō):“現在人們已經(jīng)認識到血液干細胞是由許多細胞亞群組成的。保持這個(gè)隔間的健康對于人類(lèi)健康至關(guān)重要,其中包括維持產(chǎn)生血細胞所需的多種血液干細胞,人體需要正常運作這個(gè)系統。”
雖然慢性生物壓力的影響仍然不甚了解,但研究表明,年齡和環(huán)境壓力可以減少我們的血液制造功能細胞的健康多樣性,而這項研究洞察到了肥胖造成的持久性造血功能失調。該研究結果也將為研究飲食等生活方式是如何持久地影響血液形成,以及對血液癌癥的作用提供了基礎。