玛格丽特公主的科学家们揭示了干细胞如何通过观察遗传物质中广阔而未知的区域而在我们的整个生命中产生新的血细胞，这些区域为这些细胞的细微生物学变化提供了重要线索。

通过研究正常血液获得的这一发现可用于增强干细胞移植的方法，还可以阐明癌细胞中发生的过程，这些过程使它们能够在化学疗法中幸存下来，并在治疗后多年复发。

使用最先进的测序技术对人类干细胞的表观遗传学景观进行全基因组分析，该研究揭示了有关如何通过染色质的三维折叠来调控基因的重要信息。

染色质由DNA和蛋白质组成，后者将DNA包装成紧凑的结构，并存在于细胞核中。染色质结构的变化与DNA复制，修复和基因表达(打开或关闭基因)有关。

玛格丽特公主癌症中心高级科学家Drs。Mathieu Lupien和John Dick发表于2020年11月25日，星期三的Cell Stem Cell中。

对于什么使干细胞以特定的方式起作用或使之滴答作响，我们还没有全面的了解。”

“干细胞通常处于休眠状态，但需要偶尔被激活以保持血液系统的正常运转。了解这种向激活的转变是能够利用干细胞进行治疗的能力的关键，而且还需要了解恶性细胞如何改变这种平衡。

“干细胞功能强大，功能强大且稀有。但是，在原始状态下它们是否被激活以补充所需的新血细胞，是否流氓迅速分裂并形成突变，还是安静地休眠，这是一刀锋。”

几十年来，了解将刀刃变成各种干细胞状态的原因一直困扰着科学家。现在，通过这项研究，我们对干细胞的定义和以特定方式发挥作用有了更好的了解。

多伦多大学医学生物物理学系副教授Mathieu Lupien博士说：“我们正在探索未知领域。” “我们必须研究细胞基因组的折纸，以了解为什么有些人可以在我们的一生中自我更新，而另一些人则失去了这种能力。我们必须超越基因本身所能告诉我们的。”

在这项研究中，科学家关注了经常被忽视的基因组非编码区：大量无基因的DNA(即不编码蛋白质的DNA)，但仍具有决定基因是否开启或关闭的重要调控元件。 。

隐藏在这种非编码DNA中(约占基因组的98%)是至关重要的元素，这些元素不仅控制成千上万个基因的活性，而且在许多疾病中起作用。

研究人员研究了两种截然不同的人类造血干细胞或未成熟细胞，它们经过几个步骤才能发育成不同类型的血细胞，例如白血球或红血球或血小板。

他们研究了在人类骨髓中发现的长期造血干细胞(HSC)和短期造血干细胞。研究人员希望绘制出长期细胞处于“休眠”状态的细胞机制，并与持续启动，活化和“随时可用”的短期细胞相比具有连续的自我更新能力。可以迅速转变成各种血细胞。

研究人员发现了两种干细胞类型之间的三维染色质结构差异，这很重要，因为染色质的排列或折叠和环化方式会影响基因和基因组其他部分的表达和调控方式。

借助最新的3D映射技术，科学家们能够分析长期干细胞类型并将其与染色质折叠蛋白CTCF的活性及其调节300个基因表达的能力联系起来，以控制学期，自我更新。

迪克博士说：“到目前为止，我们还没有全面了解什么使干细胞以特殊的方式起作用。”他补充说，这300个基因代表了科学家现在认为的长期干细胞的“本质”。细胞。

他补充说，长期处于休眠状态的细胞是对恶性肿瘤的“保护”，因为它们可以长期存活并逃避治疗，有可能导致多年后复发。

但是，与长期的干细胞相比，准备好活跃，分裂和繁殖的短期干细胞可以聚集更多的突变，有时这些突变可以发展为血液癌。

迪克博士说：“这项研究使我们深入了解了癌症如何开始以及某些癌细胞如何保留干细胞样特性，从而使它们能够长期生存。”

他补充说，对干细胞的更深入了解还可以通过潜在地体外刺激这些细胞并使其体外生长(体外)来改善移植，从而有助于将来移植干细胞治疗血液癌。