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新研究发现TIMP3蛋白可唤醒造血干细胞,有望加速放化疗后血细胞恢复

日本庆应义塾大学的一项新研究发现,一种名为TIMP3的蛋白质能够促进造血干细胞的增殖并分化形成各类血液细胞。这一发现为开发促进放化疗后血细胞恢复的药物提供了新思路。

造血干细胞是骨髓中的多能干细胞,具有自我更新和分化为白细胞、红细胞、血小板等所有血细胞的能力。在正常生理状态下,大部分造血干细胞处于静息期(G0期),仅少数进行缓慢分裂以维持基础血细胞生成。然而,当机体遭受化疗或放疗导致血细胞急剧减少时,造血干细胞会被激活并大量分裂,但其分子机制此前尚不明确。

研究团队在动物实验中发现,小鼠接受化疗和放疗后,骨髓中TIMP3蛋白的表达水平显著升高。TIMP3(金属蛋白酶组织抑制剂3)是一种分泌性蛋白,属于TIMP家族,已知参与细胞外基质重塑和细胞增殖调控。在体外培养中,向从小鼠骨髓分离的造血干细胞添加重组TIMP3蛋白后,造血干细胞的增殖活性明显增强,细胞数量达到未添加组的1.5至2倍,同时分化产生的血细胞也相应增加。

进一步实验表明,敲除TIMP3基因的小鼠在放化疗后血细胞减少的恢复能力显著受损,而TIMP3过表达则导致静息期的造血干细胞被异常激活并进入细胞周期。这些结果证实TIMP3是造血干细胞从静息态向增殖态转换的关键调控因子。

研究人员指出,放化疗在杀伤肿瘤细胞的同时,也会破坏骨髓中的造血干细胞和前体细胞,导致白细胞、红细胞和血小板减少,从而引发感染、贫血和出血风险。目前临床上常用粒细胞集落刺激因子(G-CSF)等细胞因子来提升白细胞,但对红细胞和血小板的恢复效果有限。TIMP3蛋白有望作为一种新型治疗药物,通过唤醒休眠的造血干细胞,全面加速各类血细胞的恢复,减少输血需求并降低感染风险。

该研究成果发表于《血液》(Blood)期刊。未来研究将评估TIMP3在人体中的安全性和有效性,并探索其与现有疗法的联合应用。

(责任编辑:glia)