違背常理！造血幹細胞直接響應感染，既「殺敵」也「自損」

造血幹細胞是血液系統中的成體幹細胞，具有自我更新、多向分化的潛能。造血幹細胞可以分化形成各類成熟血細胞，以此滿足生理需求和調節各細胞組分之間的平衡。如果發生嚴重感染，造血幹細胞會生成更多的白細胞以抵抗病原物。

複雜的造血系統如何調控產生足夠數量的血細胞？「感染」信號如何翻譯成「造血」指標？這是蘇黎世大學血液學教授Markus Manz團隊一直專註且試圖解開的謎題。

出乎意外的是，他們首次發現，造血幹細胞能夠自己檢測細菌感染，並啟動分裂過程生成更多的白細胞。這一過程並不依賴於細胞因子的調控。值得注意的是，這一防禦機制會反過來損傷造血幹細胞，從而增加晚年發生惡性造血幹細胞疾病的風險。

相關研究成果在線發表在最新一期的《Cell Stem Cell》期刊。

違背常理：造血幹細胞直接響應感染，促進造血

過去幾年，Markus Manz團隊已經證明了血管壁細胞防禦感染的過程：它們會分泌細胞因子（cytokines），促進生成血細胞。

現在他們發現，造血幹細胞自身也能夠發現、對抗細菌感染。「我們第一次證明，造血幹細胞具有檢測感染的受體。一旦檢測到外源物，潛伏的幹細胞會被激活，開始分裂，從而產生更多的防禦細胞。」 Manz解釋道。

這一結果與「造血幹細胞龕」（hematopoietic stem cell niche）的概念相悖。科學家們曾推測，造血幹細胞存在於骨髓中某個完全不受外界信號直接影響的特定區域，他們將這一微環境成為「龕」。

長期發展：這一響應機制會損傷造血幹細胞，影響造血

TLR4（toll-like receptor 4）是位於造血幹細胞表明的受體，負責檢測某些感染。這些位於細胞表面「觸鬚」只對傳染性病原體表面的特定結構有反應，例如脂多糖（LPS）。

當人為注射脂多糖將入小鼠血液中，「潛伏」狀態的造血幹細胞會分裂並提前分化出免疫細胞。研究人員推測，這一檢測系統在進化過程能夠提高生存優勢。

但是，這一過程卻存在一個弊端：長遠來看，造血幹細胞應對感染會使其再生能力受到損傷，從而影響其造血能力。

預防損傷

為什麼慢性炎症或者感染在老年時會刺激惡性造血幹細胞疾病的發展？這一以小鼠為模型的研究能夠解釋一二。

Manz團隊證實，藉助藥物能夠減緩小鼠體內造血幹細胞的損傷。他們希望，藉助這些基礎研究能夠找到干預措施，預防這些看不見的慢性傷害。

參考資料：

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