Nat?Cell?Biol：化療后感知垃圾DNA或能增強機體的血液再生

        2021年7月15日 訊 /生物谷BIOON/ --造血干細胞（HSCs，Haematopoietic stem cells）通常處于靜息狀態，但其卻已經進化出了應對壓力的反應機制。如今化療被廣泛用于**癌癥患者，在療法期間，化療制劑會影響患者機體多種生化過程從而殺滅或降低癌細胞的生長，而癌細胞在患者體內會不受控制地進行分裂。然而，化療所產生的細胞損傷效應會影響癌細胞的功能，而且從原則上來講還會影響機體其它許多細胞類型，包括循環中的血細胞，這或許就使得造血系統會處于嚴重的壓力之下，并推動骨髓中的造血干細胞產生新鮮細胞來補充體內穩定的分化血細胞庫。

近日，一篇發表在國際雜志Nature Cell Biology上題為“Chemotherapy-induced transposable elements activate MDA5 to enhance haematopoietic regeneration”的研究報告中，來自馬克斯普朗克**生物學和表觀遺傳學研究所等機構的科學家們通過研究發現，造血干細胞或能利用垃圾DNA片段中的RNA分子在化療后增強其自身的激活。

造血干細胞位于造血層級的頂端，其能產生大多數的血液細胞，包括**細胞等；在正常情況下，造血干細胞能在骨髓中保持休眠狀態從而保持其長期的自我更新潛力，并能防止干細胞枯竭。然而在化療后，其會被迫退出靜止狀態并開始循環；研究者Eirini Trompouki說道，造血干細胞會通過開始增殖來對化療產生反應，如今我們知道，炎性信號對于造血干細胞的激活至關重要，但我們并不是能完全理解這一過程發生背后的分子機制。

有意思的是，研究者觀察到，除了經典編碼基因的RNAs之外，其它的RNA分子還會在患者化療后在造血干細胞中被轉錄；這些RNAs中的一部分源于激活或非激活的轉座子元件；轉座子元件是諸如病毒或**等病原體的殘留物，其會通過數百萬年的進化整合到宿主的基因組中；研究人員通常認為這些在人類和小鼠基因組中占三分之一但似乎缺乏特定功能的廣泛的遺傳物質屬于垃圾DNA的類別。

研究人員注意到，來自這些元件的RNA在化療后會增加，那么問題就來了，這些轉座子元件RNA與化療后所觀察到的機體炎性信號水平的增加之間是否存在一定關聯。的確，造血干細胞會表達一些可以誘發炎癥的受體，但其主要與**細胞相關，而且在感知病毒RNA上扮演著關鍵角色。研究者推測，這些受體或許會與轉座子元件的RNA相結合，相關研究結果也表明，轉座子元件RNA能與**受體MDA5相結合并誘發炎性反應，從而導致造血干細胞退出休眠期并開始增殖；如果沒有這種相互作用，造血干細胞的激活就會變得緩慢，且效率更低，這就表明，RNA的感知或許對于造血干細胞的再生并不是必需的，但卻有助于增強化療后機體血細胞的再生。

相關研究結果或能幫助研究人員更好地理解造血干****背后的分子機制，尤其是在化療后。然而，研究者發現，在發育過渡階段，轉座子元件RNA能被細胞所利用，細胞從失活-休眠狀態過渡到活躍增殖階段意味著基因組會發生大規模的重組。比如，細胞需要關閉負責節省能量模式的基因，并打開對增加代謝或細胞循環非常重要的基因。有意思的是，當細胞需要改變其狀態時（比如在諸如化療等壓力、諸如衰老等生理性壓力信號等），其會利用轉座子元件或其它重復的RNA分子來進行微調和適應。研究者認為，使用RNA是細胞感知并緩沖基因轉錄的一種方式，目前研究人員還需要仔細研究來理解是否RNA的感知是一種進化適應性的表現，從而在細胞具有高度可塑性的情況下來用于微調細胞命運的決策。

綜上，本文研究結果表明，轉座子元件的轉錄物或能扮演配體的角色，來在造血干****過程中激活MDA5的表達，從而促進造血干細胞發起讓其脫離靜息狀態的炎性反應。（生物谷Bioon.com）