Cell：維生素A缺乏有害於造血幹細胞

本文系生物谷原創編譯，歡迎分享，轉載須授權！

身體缺乏維生素A對骨髓中的造血幹細胞產生有害的影響。如今，在一項新的研究中，來自德國癌症研究中心（DKFZ）和海德堡幹細胞研究與實驗醫學研究所（HI-STEM）的研究人員報道，這種缺乏導致重要的造血幹細胞丟失。這一發現為癌症治療打開新的局面。相關研究結果於2017年5月4日在線發表在Cell期刊上，論文標題為「Vitamin A-Retinoic Acid Signaling Regulates Hematopoietic Stem Cell Dormancy」。

很多特化細胞，比如存在於皮膚、腸道或血液中的一些細胞，僅具有幾天的壽命。因此，穩定地補充這些細胞是必不可少的。它們起源自所謂的具有持續分裂能力的成體幹細胞。此外，骨髓中存在一群非常特殊的成體幹細胞，即造血幹細胞。這群幹細胞首次是由DKFZ部門主管、HI-STEM主任Andreas Trumpp領導的一個研究小組在2008年發現的。造血幹細胞在大多數時間裡處於休眠狀態，而且僅在細菌感染、病毒感染、嚴重失血或者接受化療等緊急情況下才變得活躍起來。一旦它們的工作完成，身體就讓它的最為強效的造血幹細胞返回到休眠狀態。這些研究人員認為這保護它們免受危險的突變。畢竟，這些突變可能導致白血病產生。

在此之前，激活這些特殊的幹細胞的機制或者讓它們在完成工作後返回到休眠狀態的機制仍然是未知的。如今，這些研究人員鑒定出視黃酸（維生素A的一種代謝物）是這種過程的一種至關重要的因子。如果這種物質缺乏，那麼活性的造血幹細胞就不能夠返回到休眠狀態，相反還會成熟為特化的血細胞。這意味著作為儲備的造血幹細胞丟失了。這是在利用經過特殊培育的休眠的造血幹細胞接受綠色熒游標記的小鼠開展的研究中得到證實的。論文第一作者Nina Cabezas-Wallscheid說，「如果我們給這些小鼠餵食缺乏維生素A的食物一段時間，那麼這會導致這些造血幹細胞丟失。因此，我們首次能夠證實維生素A對造血幹細胞產生直接的影響。」

這一發現不僅加強我們對血細胞產生的理解，而且它也有助對之前已證實維生素A缺乏會破壞免疫系統的研究獲得新的認識。Cabezas-Wallscheid強調道，「這證實從平衡飲食中攝入數量充足的維生素A是如此至關重要的。人體不能夠產生它自己的維生素A。」

這些研究人員也希望為癌症治療打開新的局面。有證據證實癌細胞像健康的幹細胞那樣也處於休眠狀態。當處於休眠狀態時，它們的代謝幾乎被完全關閉，這使得它們抵抗化療。Trumpp解釋道，「一旦我們詳細地理解維生素A或者視黃酸如何給讓正常的幹細胞和腫瘤幹細胞進入休眠狀態，我們就能夠扭轉局面。如果我們能夠讓癌細胞暫時地進入活躍狀態，那麼我們就能夠讓它們對現代療法變得敏感。」

此外，通過與來自歐洲生物信息學研究所的同事們合作，這些研究人員對單個造血幹細胞開展全基因組分析，結果發現休眠的造血幹細胞轉變到活躍的造血幹細胞，接著轉變到祖細胞，是一種持續的過程，而且對每個細胞而言都遵循著一種不同的途徑。迄今為止，科學家們已猜測特定的細胞類型是按照一種確定的模式逐步產生的。這一發現會對體內的細胞分化如何發生的舊有觀念引發變革。

原始出處：

Nina Cabezas-Wallscheid, Florian Buettner, Pia Sommerkamp et al. Vitamin A-Retinoic Acid Signaling Regulates Hematopoietic Stem Cell Dormancy. Cell, Published online: May 4, 2017, doi:10.1016/j.cell.2017.04.018