Cell 子刊：让伤势更快恢复的“灵丹妙药”

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Cell 子刊：让伤势更快恢复的“灵丹妙药”
. O3 e$ a: n5 C# K5 F来源:药明康德　 / 作者: / 2017-05-116 }. V# h- e7 a) ]& C: m# e
武侠小说里经常有神奇的疗伤圣药，服用后不管内伤外伤，都可以迅速痊愈。那么这种小说里才出现的灵丹妙药在现实中可能出现么？日前在《细胞》子刊《Cell Reports》上发表的一项研究表明，确实有一种蛋白可以让身体里的干细胞更为活跃，从而加速多种损伤恢复的速度。
! r$ R0 x, q, j% |3 J3 T! [当组织受到损伤后，原本在组织中休眠 (quiescent) 的干细胞会被激活，它们会进入细胞周期，开始分裂和增殖来生成用于修补和再生受伤组织需要的细胞。干细胞激活的过程往往是决定组织修补速度的关键步骤。很多种干细胞在激活后通常需要很多天才能够完成第一次细胞分裂，而随后的细胞分裂会迅速很多。这意味着加快干细胞的激活过程对再生医学有着重要的意义。
  Q6 |9 M! j/ b# b8 \! Y" r斯坦福大学（Stanford University）的研究人员在 2014 年发现，当动物的机体受到局部损伤，身体中其它部位的干细胞会从休眠状态转变为警醒（alert）状态。处于这种状态的干细胞更容易被激活，更迅速地参与到组织修复过程中去。那么，是什么信号导致局部损伤能够唤醒全身的干细胞呢？
* n2 i& |% N0 f& I# ~在这项最新研究中，研究人员从肌肉受伤的小鼠身上抽取血清，注射到正常小鼠体内。他们发现，肌肉受伤小鼠的血清能够让正常小鼠身上的肌肉干细胞更快进入细胞分裂，一种名为 cMET 的受体酪氨酸激酶是让肌肉干细胞被唤醒的必要条件。“很明显，受伤动物的血液中含有一种能够唤醒干细胞的因素，”文章的通讯作者，斯坦福大学的 Thomas Rando 教授说：“我们想知道，到底是血液中的哪种成份起到了这一效果？”9 N; W6 K' x  S4 o5 x
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▲受伤后 HGF 的激活（图片来源：《Cell Reports》）  o- D, E2 R- ~4 o' }3 q
因为 cMET 能够被肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）激活，研究人员测量了血清中 HGF 的水平。令人惊讶的是，受伤小鼠的血清中 HGF 的水平和未受伤小鼠是一样的。然而，HGF-cMET 信号通路确实被受伤小鼠的血清激活了，这是什么原因呢？/ \& ^8 K( {* d2 w
进一步研究发现，HGF 在大多数组织中处于一种无活性的状态，需要经过干细胞生长因子激活因子（hepatocyte growth factor activator，HGFA）的激活才能具有生物活性。HGFA 是一种丝氨酸蛋白酶，能够将无活性状态的 HGF 切割处理成为具有活性的 HGF。当研究人员检查血清中 HGFA 的成份时，他们发现受伤动物的血清中 HGFA 的酶活性显著高于未受伤动物。原来，血清中 HGFA 的酶活性是唤醒干细胞的关键因素。
2 e0 {7 d8 s: F# d$ ~▲受伤后 HGF 的激活（图片来源：《Cell Reports》）. b! d5 b) U7 {" L2 j! i6 ]& |
因为 cMET 能够被肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）激活，研究人员测量了血清中 HGF 的水平。令人惊讶的是，受伤小鼠的血清中 HGF 的水平和未受伤小鼠是一样的。然而，HGF-cMET 信号通路确实被受伤小鼠的血清激活了，这是什么原因呢？& U0 B( K" [! E% y: k3 a1 G) Z
进一步研究发现，HGF 在大多数组织中处于一种无活性的状态，需要经过干细胞生长因子激活因子（hepatocyte growth factor activator，HGFA）的激活才能具有生物活性。HGFA 是一种丝氨酸蛋白酶，能够将无活性状态的 HGF 切割处理成为具有活性的 HGF。当研究人员检查血清中 HGFA 的成份时，他们发现受伤动物的血清中 HGFA 的酶活性显著高于未受伤动物。原来，血清中 HGFA 的酶活性是唤醒干细胞的关键因素。- O. z7 X* h" u: I

/ B5 e7 ?" ~7 r▲HGFA 激活组织修复过程（图片来源：《Cell Reports》）- R7 I$ h3 w" p8 {8 G
为了检验 HGFA 对机体损伤愈合的影响，研究人员在小鼠肌肉受伤之前 2 天给它们注射 HGFA。他们发现，接受 HGFA 注射的小鼠更快地从肌肉损伤中恢复过来。更令人欣喜的是，HGFA 的注射同样能够加快小鼠皮肤伤口的愈合速度。这意味着，HGFA 唤醒干细胞的作用不只局限于肌肉干细胞，而可能对身体中其它部位的干细胞也有同样的作用。% d2 G9 q; G$ R0 s
文章的作者认为，HGFA 唤醒干细胞的作用可以在临床方面用于帮助那些需要接受手术的患者从手术中恢复。不过，他们更感兴趣的是 HGF 与 HGFA 在衰老方面的作用。已有研究表明，由 HGF 激活的信号通路在年老的人和动物中都不活跃。
+ q' a+ e; k+ y  b7 J“干细胞的活力随着年龄的增长而减弱，老年人与年轻人相比，愈合能力和速度都有所减弱。有没有可能通过激活这一信号通路，从而让老年人恢复年轻时的愈合能力呢？”Thomas Rondo 博士说：“我们非常希望找到这个问题的答案！”" H3 C; j( W) u+ r  [/ l. e