近日來自德國的研究人員發(fā)現(xiàn)，環(huán)境壓力是推動成體造血干細(xì)胞中DNA損傷的一個主要因素，由此得出結(jié)論良好的夜間睡眠可以讓你的干細(xì)胞保持“年輕"。他們的研究成果發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上。
正常情況下，許多不同類型的組織特異性成體干細(xì)胞，包括造血干細(xì)胞都處于一種靜息狀態(tài)，它們很少分裂，對能量的需求極低（延伸閱讀：Nature：活體觀察干細(xì)胞生成血細(xì)胞 ）。該研究的Michael Milsom博士說：“我們的理論認(rèn)為，這種靜息狀態(tài)保護(hù)造血干細(xì)胞免受DNA損傷，由此讓它們避免了過早老化。"
然而，在諸如慢性失血或感染等壓力狀況下，會驅(qū)使造血干細(xì)胞進(jìn)入快速的細(xì)胞分裂狀態(tài)以生成新的血細(xì)胞及修復(fù)受損組織。Milsom解釋說：“就像在半夜強迫你起床，將你推入到跑車中，要求你仍然在半夢半醒的狀態(tài)下以盡可能快的速度環(huán)繞賽道開車一樣。干細(xì)胞在短時間內(nèi)從休息狀態(tài)轉(zhuǎn)向*的活性，要求它們迅速地提高代謝速率，合成新的DNA以及調(diào)整細(xì)胞分裂。突然不得不同時執(zhí)行這些復(fù)雜的功能，大大增加了出錯的可能性。"
確實，這項研究中的一些實驗表明，在應(yīng)激期間提高干細(xì)胞的能量需求會導(dǎo)致直接損傷DNA的活性代謝物生成增加。如果這種情況發(fā)生在細(xì)胞試圖復(fù)制DNA之時，那么就可以導(dǎo)致干細(xì)胞死亡，或有可能獲得一些致癌突變。
正常干細(xì)胞可以修復(fù)大多數(shù)的這種由壓力誘導(dǎo)的DNA損傷，但你承受壓力的次數(shù)越多，特定干細(xì)胞不能有效修復(fù)損傷，隨后死亡或發(fā)生突變?yōu)榘籽⌒纬陕裣路N子的可能性就越大。“我們認(rèn)為，這一模型很好地解釋了隨著年齡增長干細(xì)胞中DNA損傷的逐漸累積，以及當(dāng)你變老時組織維持和修復(fù)自身能力的相應(yīng)下降，"Milsom說。
此外，這項研究還進(jìn)一步探討了：這種壓力反應(yīng)是如何影響由DNA修復(fù)缺陷引起一種罕見遺傳性早衰癥的小鼠模型的。范可尼貧血（Fanconi anemia）患者的血液系統(tǒng)發(fā)生崩潰，有著*的患癌風(fēng)險。范可尼貧血小鼠模型有著與人類中*一樣的DNA修復(fù)缺陷，但小鼠卻不會自發(fā)形成幾乎所有人類患者中觀察到的骨髓衰竭。
“我們認(rèn)為，壓力誘導(dǎo)DNA損傷，這一缺失的因素是造成這些小鼠造血干細(xì)胞耗竭的必要條件，"Milsom說。當(dāng)將范可尼貧血小鼠暴露于模擬長時間持續(xù)病毒感染的刺激下時，它們無法有效地修復(fù)發(fā)生的DNA損傷，并且它們的干細(xì)胞發(fā)生衰竭。在相同的時間里，正常小鼠顯示造血干細(xì)胞數(shù)量逐漸減少，而范可尼貧血小鼠的干細(xì)胞則幾乎*耗盡，導(dǎo)致了骨髓衰竭及無法充足地生成血細(xì)胞來維持生命。
“這*重演了范可尼貧血患者身上發(fā)生的事件，并為我們提供了一個機會來了解這一疾病的發(fā)生機制以及我們?nèi)绾文軌蚋玫刂委熕?Milsom說。
研究的共同作者、海德堡干細(xì)胞技術(shù)與實驗醫(yī)學(xué)gGmbH研究所（HI-STEM）主任、以及德國癌癥研究中心(Stiftung Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ)干細(xì)胞和癌癥部門負(fù)責(zé)人Andreas Trumpp教授認(rèn)為，這項研究工作是朝著了解一系列的年齡相關(guān)疾病邁出的一大步。
Trumpp說：“發(fā)現(xiàn)生理應(yīng)激、干細(xì)胞中突變與衰老之間的這種新的令人感到非常興奮。受損干細(xì)胞是衰老的根源及癌癥的種子，通過了解干細(xì)胞經(jīng)這一機制而發(fā)生老化，我們開始思考一些策略來阻止或至少減少受損干細(xì)胞的風(fēng)險。"
