科學家發(fā)現(xiàn)，干細胞似乎能記住曾經(jīng)發(fā)生的損傷，從而改善未來的修復過程。當這個機制出現(xiàn)問題時，就會發(fā)生慢性炎癥。
       能幫助組織從損傷中恢復的干細胞一直被認為是發(fā)育中的“萬能細胞”。最近的研究表明，它們還可能會以某種方式儲存過去的攻擊記憶，以便在未來促進更有效的治療。干細胞具有記憶能力提供了新證據(jù)，也是首次在人類中發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象。
       新的研究發(fā)現(xiàn)干細胞可能有一種額外的新能力——緩存人體既往損傷及炎癥的記憶。
       科學家在對皮膚、腸道和呼吸道的研究中發(fā)現(xiàn)，干細胞常常與免疫系統(tǒng)合作，利用這些記憶改善組織對再次遭遇損傷和致病性攻擊的反應。
       紐約大學的免疫學家 Shruti Naik 研究了皮膚和其他組織的這種記憶效應，意識到干細胞并不僅僅可以生成組織，而且還具備敏銳的環(huán)境感知和反應能力。但當這種能力出現(xiàn)問題時，它們可能會引發(fā)一系列與慢性炎癥有關(guān)的健康問題，比如嚴重過敏反應和自身炎癥性疾病。
       人體中大多數(shù)組織都含有一些長期存活的干細胞，可以根據(jù)需要分裂和分化成各種類型的細胞。例如，皮膚中的干細胞可以分化成可以產(chǎn)生色素或角蛋白的細胞譜系，或者分化為汗腺細胞，甚至是分化為保持皮膚延展性的彈性細胞。
       在慢性炎癥疾病中，即使清除了過敏原，免疫系統(tǒng)仍會繼續(xù)發(fā)起不必要的攻擊。這些類型的自身炎癥性疾病一直被認為和免疫系統(tǒng)有關(guān)，認為免疫系統(tǒng)反應過度。而波士頓的研究小組懷疑可是是組織本身的問題。
       首先從慢性鼻竇炎患者的鼻腔提取細胞，并與對照組健康細胞進行比較。從20個不同的人那里收集了6萬個細胞后，他們從單個細胞中提取RNA分子并進行測序，確定哪些基因是活躍的。在鼻竇炎患者的干細胞中，他們發(fā)現(xiàn)許多活性基因與過敏性炎癥有關(guān)，這些基因是IL-4和IL-13兩種免疫介質(zhì)的靶點。它們通常是小分子，在T,B淋巴細胞中傳遞信息。
       事實上，靶向基因在干細胞中活躍，說明了干細胞與免疫系統(tǒng)可以直接進行溝通。研究人員預感這種交流可能會對慢性病產(chǎn)生影響，于是開始了進一步的實驗。
       研究者逐漸意識到，這些干細胞并不僅是來分化生成組織的，它們還有其他的職責。從過敏患者的呼吸道中提取細胞，在培養(yǎng)液中培養(yǎng)約5周，然后對其基因活性進行分析。研究發(fā)現(xiàn)盡管灰塵和花粉等過敏因素不存在了，但與過敏性炎癥有關(guān)的基因仍然活躍。此外，研究人員還描述了很多這種細胞仿佛“卡”在了一種不完全成熟的狀態(tài)。
       這一結(jié)果表明干細胞可能會將記憶傳遞給下一代細胞，并在細胞傳代中永遠保存下去。這一過程讓我們用免疫系統(tǒng)原理的思路進行比較：B細胞和T細胞利用它們以前感染的抗原，可以更有效地抵御下一次一次相同抗原的感染。同樣，干細胞也會保留過去損傷的特性，以便在下次受傷時加強愈合傷口的能力。但對于過敏患者來說，這種記憶特性顯然會造成麻煩。它可以讓干細胞永久地向免疫系統(tǒng)發(fā)出過敏原存在的信號，生成一個促進炎癥和息肉的反饋回路。
       在研究中，測試了阻斷IL-4和IL-13的抗體對鼻息肉患者的干細胞和分泌細胞的影響。結(jié)果表明，與健康組織相關(guān)的基因表達得到了實質(zhì)性的恢復，這是朝著新的治療方法發(fā)展邁出的堅實一步。
       從功能上講，知道細胞是可以被調(diào)節(jié)的。免疫學家開始了解免疫反應是發(fā)生在組織中，而組織對此的反應方式是在干細胞水平上。 
       幾年前，Naik與其他干細胞生物學家合作，觀察了早期損傷和炎癥對小鼠傷口愈合的影響，希望了解炎癥是否會影響干細胞。正如他們在2017年發(fā)表在《自然》雜志上的論文中描述的那樣，如果小鼠某塊皮膚發(fā)炎并愈合，那么當這個部位再次損傷后，傷口愈合的速度會是原來的2.5倍，這種能力可能持續(xù)6個月。
       在這個實驗中的干細胞儲存記憶功能是有益的，因為它可以使細胞的愈合和再生能力更強大。但是，正如Shalek, Barrett和Ordovas-Montanes所觀察到的，這個特性也有不良的一面：這些細胞也會記住那些不良行為。
       干細胞是如何儲存記憶的機制還不得而知；在過敏和傷口愈合的研究中，這種機制可能涉及到DNA修飾，使某些基因被激活。兩次受傷的小鼠皮膚干細胞中的DNA包含許多疏松的片段，這意味著基因活性增強，其中一些開放區(qū)域在炎癥結(jié)束后很長一段時間內(nèi)都被保留了下來。
       Naik和她的同事們最近在《細胞》雜志上發(fā)表的一篇綜述論文中談到，在許多組織中，干細胞與免疫系統(tǒng)可以通過化學物質(zhì)進行“對話”，雙方以及其他類型的細胞都將其信息匯集起來，最有效地應對不斷變化的外部環(huán)境。
       無論這些對話的細節(jié)是什么，所有的證據(jù)都表明，干細胞通過保存一些“聊天記錄”，在幫助機體可以更適應外部環(huán)境方面發(fā)揮著核心作用。
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