角色模型干细胞 免疫细胞如何自我更新

当我们的器官衰老或磨损时，它们的更新通常取决于组织中的少数干细胞，因为绝大多数分化细胞已失去分裂和产生新细胞的能力。来自柏林MaxDelbrück分子医学中心(MDC)的Michael Sieweke和马赛的马赛免疫中心(CIML)领导的德法团队现已发现人类巨噬细胞是一种专门的免疫细胞，然而，几乎可以无限期地分裂和自我更新。正如研究人员在“ 科学 ”杂志上所展示的那样，巨噬细胞通过激活类似于胚胎干细胞中发现的基因网络来实现这一目标。在未来，这些发现可为再生医学和治疗提供新的方向。

我们的身体在不断变化：新细胞不断取代特殊细胞，以维持皮肤，肠道，血液和其他组织，或在受伤后修复它们。由于分化细胞通常不再能够分裂，因此更新几乎总是通过组织特异性的干细胞来实现，其能够连续产生新细胞。最近研究人员发现了一些例外情况：已经分化的某些类型的免疫细胞具有自我更新的能力。

巨噬细胞在免疫防御中起重要作用，也可以控制组织的再生和更新。

几年前，由法国CIML的德国免疫学家和干细胞研究员Michael Sieweke领导的研究小组表明，在某些条件下，巨噬细胞可以分裂而不会失去他们在专注于免疫细胞时所获得的特征。研究人员在小鼠身上发现，调节基因读数的蛋白质(称为转录因子)在这一过程中发挥着决定性作用。在巨噬细胞中关闭两个名为MafB和c-Maf的转录因子的遗传操作导致细胞开始似乎是自我更新程序。它们甚至可以在细胞培养物中几乎无限期地维持和扩增 - 这对于分化细胞通常是不可能的。

在这项新研究中，来自柏林MDC和法国CIML的Sieweke研究小组现在已经证明，这也适用于未经过遗传操作的小鼠取得的各种巨噬细胞。当MafB和c-Maf的浓度自然低或短时间被抑制时，就会发生这种情况。

“我们现在问自己这是怎么可能的 - 换句话说，什么机制和基因允许分化的巨噬细胞开启自我更新?” Sieweke说。为了找出研究人员将巨噬细胞与胚胎干细胞进行比较，胚胎干细胞具有相似的，无限的自我更新能力。科学家比较了基因调控元件和在两种细胞中活跃的基因的模式。

“事实证明，巨噬细胞含有一组可以重新唤醒的休眠基因，从而实现自我更新，”Sieweke说。在这种背景下，研究人员发现了一个令人惊讶的发现：巨噬细胞基因在一个非常类似于在增殖胚胎干细胞中开启的网络中起作用。“你可以说分化细胞含有休眠干细胞基因，”Sieweke解释道。

虽然两种细胞中的基因网络非常相似，但它们以不同的方式进行管理：它们由不同的转录因子和对每种细胞特异的基因调控元件控制。“但是，发现巨噬细胞可以利用自己非常特殊的调节因子激活干细胞中发现的自我更新基因，这是一个好消息，”Sieweke说。

他认为这些发现最终将有助于再生医学。“如果分化细胞可以直接扩增，那么有可能在不通过胚胎或诱导多能干细胞进行迂回的情况下更换病变组织，”Sieweke说。他补充说，休眠基因网络也可能在其他类型的细胞中被激活 - 例如，成熟的肝细胞也具有分裂能力。

巨噬细胞的移植研究表明巨噬细胞的这种移植确实可用于再生。Sieweke的团队已经证明，在实验室培养中生长的巨噬细胞不会失去它们的特性。当注射到小鼠中时，细胞成功地重新整合到组织中并执行它们的所有正常功能。细胞不仅能够抵抗感染，还具有维持组织的重要功能，并且是再生所必需的。“可以说，他们是组织的园丁或守护者，”Sieweke解释说。