干细胞可以不断自我再生,制造更多的干细胞,并分化成许多不同的特殊细胞类型,它们在我们的发育和健康中发挥着重要作用。

但,干细胞也有阴暗面——干细胞有时会变成癌症干细胞,增殖失控,导致血癌,如白血病和多发性骨髓瘤。癌症干细胞的自我更新特性使得它们特别难以根除,而且它们常常是血癌复发的原因。

加州大学圣地亚哥分校健康中心和加州大学圣地亚哥医学院的研究人员正在研究是什么促使癌前干细胞转化为癌症干细胞,并正在研究阻止这种转变的方法。

他们的最新研究发表在2021年1月26日的《Cell Reports》上,首次表明,在炎症反应中,两种叫做ApOBEC3C和ADAR1的酶共同作用,促进白血病从癌前干细胞向癌干细胞的转化。ApOBEC3C和ADAR1是被炎症分子激活的,尤其是在机体对病毒的免疫反应过程中。

研究人员还发现,他们可以在实验室里用非德拉替尼(fedratinib)或鲁索替尼(ruxolitinib)抑制ADAR1,这两种现有的治疗骨髓纤维化(一种罕见的骨髓癌)的药物可以阻止白血病干细胞的形成。

本文通讯作者作者Catriona Jamieson长期以来一直在研究ADAR1,作为一种编辑细胞遗传物质的酶,它可以控制哪些基因在什么时候开启或关闭,以及它在白血病干细胞中是干什么的。他们以前也发现高ADAR1水平与多发性骨髓瘤患者生存率降低相关。

在新研究中,研究人员收集了54名白血病患者和24名健康对照参与者捐献的血液干细胞和唾液样本。比较了白血病前干细胞和从病人身上采集的白血病干细胞的全基因组序列。惊讶地发现,在向白血病干细胞转化的过程中,ApOBEC3C和ADAR1酶的水平都出现了上升。ApOBEC3C通常帮助细胞维持基因组的稳定性。

研究小组发现,作为对炎症的反应,ApOBEC3C促进了人类白血病前干细胞的增殖。而ADAR1在编辑上变得过于热心以支持白血病干细胞的方式扭曲基因表达。当研究人员在实验室里抑制ADAR1的激活或使患者细胞中的基因沉默时,他们能够阻止白血病干细胞的形成。

NASA资助了ApOBEC3C、ADAR1及其在癌症干细胞中作用的研究。

NASA著名的双胞胎研究——对在国际空间站上呆了6个月的同卵双胞胎Scott Kelly和留在地球上的Mark Kelly进行了全面的生物学比较——发现Scott回国后血液中炎症生长因子、免疫失调和癌前突变增多。这些分子变化是激活ApOBEC3C和ADAR1的最佳条件,而且这种现象持续了将近一年。

Jamieson说:“在美国宇航局任务令的支持下,我们现在正在开发ApOBEC3C和ADAR1抑制剂,作为宇航员的风险缓解策略,因此我们有希望预测和预防在近地轨道和深空任务中癌前干细胞的生成。”

研究小组还对进一步探索病毒感染与癌症之间的联系感兴趣。根据Jamieson的说法,感染病毒会引发大量的细胞因子,这些分子有助于刺激人体的免疫能力。作为反应的一部分,ADAR1被激活以帮助免疫细胞增殖。

“我们需要ApOBEC3C和ADAR来帮助我们抵御病毒,”她说。“所以现在我们想知道——这些酶在对COVID-19的免疫反应中起作用吗?这也会有负面影响吗?对病毒感染的免疫反应会增加一个人癌前干细胞发育和最终癌干细胞生成的风险吗?我们能干预预防这种情况吗?”

原文检索:Broad and potent activity against SARS-like viruses by an engineered human monoclonal antibody

(生物通:伍松)