虽然我们已经知道器官中的干细胞在此过程中发挥着关键作用,但当修复失败时,机体生物年龄(衰老)会加速,对于这个过程目前还没有很好的理解。近日,西班牙国家癌症研究中心(CNIO)研究人员发现了组织维护机制中的关键基因之一。
尽管衰老、干细胞和癌症之间是相互关联的,但其中的关联机制还没有被明确了解,新研究为解答上述谜题或许带来了新的答案。本研究的重点是基因Sox4,Sox4在胚胎发育过程中表达,它有利于例如胰腺,骨和心脏,以及淋巴细胞的分化。也以一个非常有限的方式在成人有机体中活跃表达,且主要局限于一些干细胞中。
此外,当Sox4发生故障,Sox4变成致癌基因。几乎在所有癌症患者中都有高表达的Sox4,Sox4促进细胞增殖,减少凋亡,其还在转移中起作用。
Sox4只表达在成人有机体某些细胞中,而且Sox4高表达有利于癌症的发展,这就显示Sox4是一个强大的基因,如果它没有被适当调控(失调),就会具有严重后果。
更深入研究Sox4在成年生物体中的作用不是一件容易的事,因为Sox4消除会导致小鼠出生前死亡。因此研究人员构建出Sox4水平比正常低的小鼠。这些小鼠能够生存,是有生育能力的,但是这些小鼠有几个特点:它们的身体比正常个体小,更早衰老且不会罹患癌症。相反,它们患上与年龄有关的其他疾病。
研究人员表示: Sox4表达减少的小鼠早早就失去了组织稳态,端粒也较短,因此小鼠衰老加速。作为结果,小鼠出现了一些与衰老相关的疾病,且具有抗癌能力。例如,Sox4缺陷型小鼠骨再生现象不明显,有骨质疏松症,这表明该基因在骨组织维护中是重要的。但干细胞是否在Sox4水平降低后所导致的上述这些后果中的扮演关键角色?为此,研究者创造了毛囊干细胞Sox4基因*失活的小鼠(毛囊干细胞负责表皮再生)。结果在这些小鼠中,皮肤修复机制没有正常运作,皮肤出现过早老化,但小鼠没有患上皮肤癌。
尚未解决的一大疑问是:为什么这些小鼠不太可能有癌症?一种可能的解释是,由于Sox4的缺失,干细胞活性降低,这不仅减慢了组织再生速度,同时也是一种抑癌机制。
这将意味着癌症的起源与组织再生错误有关,如果再生减少,癌症也会减少。但不利的一面是,组织更新减少也会导致衰老加剧。由于这是一个复杂的平衡过程,我们需要通过更多的研究来理解。