辣椒素的功效与作用,辣椒素能增加造血干细胞动员能力
血癌,也叫血液学癌,就是我们通常所说的白血病 。白血病约占恶性肿瘤总发病率的5% 。患有这种恶性肿瘤的人在骨髓移植前需要持续化疗,用健康的造血干细胞替代受损的干细胞 。众所周知,交感神经可以调节造血干细胞的生态位,但骨髓中伤害感受神经元的贡献尚不清楚 。
最近,阿尔伯特爱因斯坦医学院和北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员在老鼠身上进行了实验,发现了两个结果:1 。伤害感受神经元可通过分泌降钙素基因相关肽(CGRP,分子生物学发现的第一个活性多肽)诱导造血干细胞动员;2.辣椒素触发伤害感受神经元的激活,从而显著增强小鼠造血干细胞的动员能力 。
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图|小辣椒(来源:Pixabay)
研究结果发表在《自然》杂志上 。第一作者是高欣;来自阿尔伯特爱因斯坦医学院细胞生物学系 。有两名采访人员,即教堂山北卡罗来纳大学细胞生物学和生理学系的凯瑟琳m卡隆教授和阿尔伯特爱因斯坦医学院细胞生物学和医学系的保罗s弗雷内特教授 。
【辣椒素的功效与作用,辣椒素能增加造血干细胞动员能力】
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图|相关论文(来源:自然)
神经协作维持造血干细胞
降钙素基因相关肽(CGRP)是已知的最强的血管扩张肽,具有降血压、降低外周阻力、舒张肾动脉和增加肾血流量的功能 。
高在第一篇论文中说:“我们用免疫荧光法分析了骨髓中微管蛋白3类的总神经密度 。分析显示,大部分染色区域(约77%)由降钙素基因相关肽标记的伤害性神经组成 。”
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图|伤害感受神经元促进造血干细胞动员
高说:“我们想研究造血干细胞从骨髓迁移的详细机制 。”一般来说,伤害感受器神经元分泌两种重要的神经递质:降钙素基因相关肽和P物质(一种广泛分布于精细神经纤维中的神经肽) 。
研究人员评估了这些神经递质和肾上腺素能信号对造血干细胞调节的特殊作用 。最后发现,伤害感受神经元分泌的主要神经递质分子是降钙素基因相关肽,而不是p物质,造血干细胞(HSCs)的数量也可以通过给予肾上腺素能受体激动剂或持续增加降钙素基因相关肽来恢复,这进一步表明伤害感受神经和交感神经形成一个整合的传出神经支配网络,在稳态下调节造血干细胞的功能 。
降钙素基因相关肽可用于造血干细胞 。
“为了确定哪些细胞是伤害感受器的靶点,我们首先测量了受体活性修饰蛋白1(RAMP1)在各种底物和造血成分中的表达水平 。”高说 。“结果观察到降钙素基因相关肽直接作用于造血干细胞,诱导造血干细胞表面形成由降钙素受体样受体和受体活性修饰蛋白1组成的异二聚体受体,从而(促进)造血干细胞外流 。”
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图|受体活性修饰蛋白1直接在造血干细胞中发出信号 。
降钙素基因相关肽可促进造血干细胞流出 。
在造血干细胞的维持中,降钙素基因相关肽和肾上腺素能信号发挥协同作用,因此研究者希望了解降钙素基因相关肽在造血干细胞动员中的作用 。研究发现,降钙素基因相关肽可显著提高骨髓细胞外液中降钙素基因相关肽的水平,重组人粒细胞集落刺激因子(G-CSF)动员的造血干细胞数量也可显著增加 。
在采集造血干细胞之前,通常会注射重组人粒细胞集落刺激因子,它可以选择性地作用于粒细胞造血祖细胞,促进其增殖和分化,增加外周血中性粒细胞的数量和功能 。高等发现降钙素基因相关肽可以大大提高造血的动员能力
此外,重组人粒细胞集落刺激因子动员造血干细胞主要受外周交感去甲肾上腺素信号调节,骨髓微环境中伤害感受器神经元的释放也可能影响重组人粒细胞集落刺激因子诱导造血干细胞动员的可能性 。
辛辣食物能促进造血干细胞的动员
有趣的是,从一些辛辣食物可以触发伤害感受神经元激活的原理出发,研究者提出了辛辣食物可以动员造血干细胞的假设 。为了探索这种可能性,研究人员给老鼠喂食含有辣椒素的食物,尽管老鼠可能不喜欢 。但实验证明,用重组人粒细胞集落刺激因子诱导的小鼠造血干细胞排出量明显高于用普通食物喂养的小鼠 。
给予重组人粒细胞集落刺激因子常伴有骨痛,可能是由伤害性神经元的激活引起的 。还已知最近FDA和欧洲药品管理局批准了三种靶向降钙素基因相关肽的抗体药物用于治疗偏头痛 。
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