科学家发现维生素C可以调节干细胞功能，抑制白血病的发展

我们对干细胞代谢知之甚少，但一项来自德克萨斯大学西南分校儿童医学中心研究所(CRI)的新研究发现，干细胞吸收了异常高水平的维生素C，从而调节它们的功能并抑制白血病的发展。

“我们早就知道，抗坏血酸(维生素C)水平较低的人患癌症的风险更高，但我们还没有完全理解原因。我们的研究提供了部分解释，至少对造血系统是这样的，”CRI主任肖恩·莫里森博士说。

代谢干细胞历史上很难研究是因为大量的细胞是代谢分析所必需的，而人体每个组织中的干细胞是罕见的。研究过程中开发的技术发表在自然这使得研究人员能够常规测量干细胞等罕见细胞群中的代谢物水平。

这些技术使研究人员发现，骨髓中每种类型的造血细胞都有不同的代谢特征——以各自的方式吸收和利用营养物质。干细胞的主要代谢特征之一是它们吸收异常高水平的抗坏血酸。为了确定抗坏血酸对干细胞功能是否重要，研究人员使用了缺乏古洛内酯氧化酶(Gulo)的小鼠，古洛内酯氧化酶是大多数哺乳动物(包括小鼠但不包括人类)用来合成自身抗坏血酸的关键酶。

这种酶的丧失要求古洛缺陷小鼠像人类一样完全通过饮食获得抗坏血酸。这使得CRI的科学家可以严格控制小鼠的抗坏血酸摄入量，并使他们能够模仿大约5%的健康人类的抗坏血酸水平。在这些水平上，研究人员预计抗坏血酸的消耗可能会导致干细胞功能的丧失，但惊讶地发现事实恰恰相反——干细胞实际上获得了功能。然而，这种增长是以增加白血病病例为代价的。

“干细胞使用抗坏血酸来调节DNA上某些化学修饰的丰度，这是表观基因组的一部分，”该研究的主要作者、CRI的助理讲师、1851年研究员皇家委员会展览的Michalis Agathocleous博士说。“表观基因组是细胞内的一套机制，可以调节哪些基因开启和关闭。因此，当干细胞没有获得足够的维生素C时，表观基因组就会受损，从而增加干细胞的功能，但也会增加白血病的风险。”

研究表明，这种增加的风险部分与抗坏血酸如何影响一种被称为Tet2的酶有关。使Tet2失活的突变是白血病形成的早期步骤。CRI的科学家们表明，抗坏血酸耗尽可以限制Tet2在组织中的功能，从而增加白血病的风险。

这些发现对患有常见癌前病变(即克隆性造血)的老年患者具有启示意义。这种情况使患者患白血病和其他疾病的风险更高，但目前尚不清楚为什么某些患有这种疾病的患者会患白血病，而另一些则不会。这项研究的发现可能会提供一个解释。

“克隆性造血患者最常见的突变之一是丢失一个Tet2副本。我们的研究结果表明，具有克隆性造血和Tet2突变的患者应该特别小心，以获得100%的每日维生素C需求，”莫里森博士说。“因为这些患者只剩下一个完好的Tet2副本，他们需要最大化剩余的Tet2肿瘤抑制活性来保护自己免受癌症的侵害。”

哈蒙干细胞和癌症生物学实验室的研究人员，莫里森博士也被任命为该实验室的研究人员，打算使用作为这项研究的一部分开发的技术来寻找控制干细胞功能和癌症发展的其他代谢途径。他们还计划进一步探索维生素C在茎中的作用细胞的功能还有组织再生。