Science：缬氨酸缺乏会耗竭造血干细胞

在一项新的研究中，来自美国斯坦福大学医学院和日本东京大学的研究人员发现一种耗尽造血干细胞的饮食方法可能使得在不适用化疗或放疗的情形下进行骨髓移植是可行的。

研究人员证实一种缺乏必需氨基酸缬氨酸的饮食能够有效地耗竭小鼠体内的造血干细胞群体，从而允许这些小鼠成功地接受来自其他小鼠体内的造血干细胞移植。他们也在实验室中证实人造血干细胞会受到缬氨酸缺乏的影响，这提示着同样的治疗也可能在人体中发挥疗效。

相关研究结果于2016年10月20日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Depleting dietary valine permits nonmyeloablative mouse hematopoietic stem cell transplantation”。论文第一作者为东京大学前研究生Yuki Taya。论文通信作者为斯坦福大学医学院遗传学教授Hiromitsu Nakauchi博士和东京大学干细胞生物学与再生医学中心副教授Satoshi Yamazaki博士。

缺乏缬氨酸的饮食的疗效

Nakauchi说，“骨髓移植是一种有毒副作用的疗法。我们不得不这样做来治疗致命性的疾病，但是治疗后的生活质量经常并不是那么好。”

他补充道，“相对于化疗或放疗，缺乏缬氨酸的饮食的毒性似乎低很多。接受放疗的小鼠看起来比较糟糕。它们不能够怀孕，存活不到一年的时间。但是喂食缺乏缬氨酸的饮食的小鼠能够怀孕，而且在接受移植后具有正常的寿命。”

Nakauchi说，缺乏缬氨酸的饮食的疗效是造血干细胞特异性的，但是似乎其他类型的干细胞也可能会受到影响，如毛囊干细胞和一些T细胞。他说，尽管其他类型的干细胞也可能受到影响，但是这些影响并不如化疗或放疗导致的那么广泛或严重。

Nakauchi对一种可能受缬氨酸缺乏影响的干细胞特别感兴趣。Nakauchi说，如果白血病干细胞也对缬氨酸缺乏敏感的话，那么它可能为这些血癌开发一种饮食疗法打开大门。

在这项新的研究中，Yamazaki、Nakauchi和他们的同事们测试了特定氨基酸的存在或缺乏对造血干细胞的影响。他们发现在实验室盘碟中，缺乏缬氨酸或另外一种氨基酸半胱氨酸会使得小鼠造血干细胞生长变得不可能。

随后，研究人员构建出仅缺乏这些特定氨基酸的小鼠食物，并且给小鼠喂食这种食物4周的时间。他们发现缺乏缬氨酸的饮食而不是缺乏半胱氨酸的饮食会耗竭这些小鼠体内的造血干细胞。

Nakauchi说，“不同于缬氨酸，半胱氨酸不是一种必需氨基酸，这意味着机体自身能够制造一些半胱氨酸。然而，我们所需的所有缬氨酸来自我们的饮食。”

当前的饮食方法成为斯坦福大学科学家们最近报道的利用抗体而不是化疗或放疗清除造血干细胞以便准备进行骨髓移植的其他研究的补充。Nakauchi说，“这两种方法甚至可能一起被用来提供一种更加有效的更加温和的疗法。”

他说，氨基酸缺乏影响造血干细胞的机制是未知的，但是这将是未来研究的焦点。鉴于这种氨基酸有望成为一种饮食疗法的基础，Nakauchi认为科学家们可能发现其他特定类型的干细胞会受到特定氨基酸的存在或缺乏的影响。他说，“这项研究可能为一种新的干细胞代谢研究领域打开大门，并且成为一系列饮食疗法的基础。”

他补充道，“它也强调了一种全面的饮食让我们所有的细胞保持健康的重要性。”