8月17日，Cell期刊上的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)靜脈注射高劑量的維生素C，有望抑制白細(xì)胞干細(xì)胞的增殖，從而阻止白血病的發(fā)展。8月21日，Nature期刊上又發(fā)表了一篇相似的研究成果，來自美國德州大學(xué)兒童西南醫(yī)學(xué)中心（CRI）的研究人員發(fā)現(xiàn)，干細(xì)胞能吸收異常高水平的抗壞血酸鹽（維生素C），然后調(diào)節(jié)自身功能，從而抑制白血病的發(fā)展。
“我們已經(jīng)知道，維生素C水平低的人患癌風(fēng)險(xiǎn)增加，但還沒有完全理解這是為什么。我們的研究提供了部分解釋，至少對(duì)造血系統(tǒng)而言。” CRI的主任Sean Morrison博士說。
干細(xì)胞的新陳代謝一直難以研究，因?yàn)榇x分析需要大量的細(xì)胞，而身體每個(gè)組織中的干細(xì)胞十分稀少。在這項(xiàng)新研究中，研究人員開發(fā)了一種新技術(shù)能夠測(cè)量干細(xì)胞等稀有細(xì)胞的代謝水平。
干細(xì)胞吸收高水平的抗壞血酸
研究人員發(fā)現(xiàn)，骨髓中的每一種造血細(xì)胞都有不同的代謝特征——以各自的方式吸收和使用營養(yǎng)成分。干細(xì)胞的主要代謝特征之一是它們吸收了異常高水平的抗壞血酸鹽。為了確定抗壞血酸鹽是否對(duì)干細(xì)胞功能有重要的作用，研究人員構(gòu)建了缺乏古洛糖酸內(nèi)酯氧化酶（Gulo）的小鼠，Gulo是大多數(shù)哺乳動(dòng)物，包括小鼠（人類等靈長類動(dòng)物缺乏Gulo，無法自身合成維生素C）用來合成自身抗壞血酸的一種關(guān)鍵酶。
這種酶的缺失使Gulo缺陷小鼠需要像人類一樣通過飲食來補(bǔ)充的維生素C。研究人員因此可以控制小鼠抗壞血酸的攝入。他們預(yù)計(jì)，缺乏抗壞血酸可能會(huì)導(dǎo)致干細(xì)胞功能的喪失，然而卻驚訝地發(fā)現(xiàn)相反的情況——干細(xì)胞的功能實(shí)際上增加了。然而，隨之而來的代價(jià)是增加了白血病的風(fēng)險(xiǎn)上升。
抗壞血酸缺乏限制了TET2的功能
“干細(xì)胞使用抗壞血酸來調(diào)節(jié)DNA上的某些化學(xué)修飾豐度，這是表觀基因組的一部分。”Michalis Agathocleous博士說，他是CRI的一名助理講師?！氨碛^基因組（如DNA甲基化）是細(xì)胞內(nèi)的一套調(diào)節(jié)基因開啟和關(guān)閉的機(jī)制。因此，當(dāng)干細(xì)胞沒有獲得足夠的維生素C時(shí)，表觀基因組就會(huì)受到損害，從而增加干細(xì)胞功能，但也會(huì)增加患白血病的風(fēng)險(xiǎn)?！?/p>
幾日前發(fā)表在Cell上的那研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一個(gè)抑癌基因TET2發(fā)生突變時(shí)，維生素C能夠恢復(fù)其活性從而產(chǎn)生抗癌作用。TET2蛋白就是一種調(diào)控表觀遺傳的DNA去甲基化酶，它負(fù)責(zé)催化干細(xì)胞發(fā)育成成熟的血細(xì)胞，最終促使其像其他細(xì)胞一樣正常死亡。TET2突變與血液系統(tǒng)的惡性腫瘤密切相關(guān)。在這項(xiàng)發(fā)表于Nature上的新研究中，抗壞血酸的抗癌作用同樣與TET2有關(guān)。CRI 的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，抗壞血酸的缺乏限制了組織中TET2的功能，這增加了患白血病的風(fēng)險(xiǎn)。
克隆性造血且TET2突變的患者需保障維生素C攝入
這些發(fā)現(xiàn)對(duì)患有一種常見的癌前疾病——克隆性造血的老年患者有重要意義。該病使患者具有更高的白血病和其他疾病風(fēng)險(xiǎn)，但尚不清楚為何某些患者會(huì)發(fā)展為白血病，而另一些患者不會(huì)。這項(xiàng)研究的結(jié)果可能會(huì)提供一些解釋。
“克隆性造血的患者中最常見的突變之一就是缺失了一拷貝的TET2。我們的研究結(jié)果表明，患有克隆性造血且TET2突變的病人一定要保證攝入100%的日常維生素C需求。” Morrison博士說，“因?yàn)檫@些病人只有一拷貝TET2，他們需要最大限度地利用剩余的TET2抑癌活性來保護(hù)自己免患癌癥?！?/p>
Hamon干細(xì)胞和癌癥生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究人員打算利用這項(xiàng)研究中開發(fā)的技術(shù)尋找控制干細(xì)胞功能和癌癥發(fā)展的其他代謝途徑。他們還計(jì)劃進(jìn)一步探索維生素C在干細(xì)胞功能和組織再生中的作用。
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