美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分?？茖W(xué)家創(chuàng)建了首份“路線(xiàn)圖”，使跟蹤人類(lèi)胚胎中造血干細(xì)胞發(fā)育的每一步成為可能，為科學(xué)家提供了在實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)全功能造血干細(xì)胞的藍(lán)圖。13日發(fā)表在《自然》雜志上的這項(xiàng)研究或有助于擴(kuò)大白血病等血癌和鐮狀細(xì)胞病等遺傳性血液疾病的治療選擇。
造血干細(xì)胞具有無(wú)限復(fù)制自身的能力，并能分化為人體內(nèi)的每一種血細(xì)胞。幾十年來(lái)，醫(yī)生們一直使用捐獻(xiàn)者的骨髓和新生兒臍帶中的造血干細(xì)胞進(jìn)行造血和免疫系統(tǒng)重建的移植治療。然而，這些治療方法受到匹配供體短缺的限制，也受到臍帶血干細(xì)胞數(shù)量較少的阻礙。
研究人員試圖通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室中從人類(lèi)多能干細(xì)胞中創(chuàng)造出造血干細(xì)胞來(lái)克服這些限制，這種干細(xì)胞會(huì)在體內(nèi)產(chǎn)生任何類(lèi)型的細(xì)胞。但由于缺乏對(duì)造血干細(xì)胞的了解，這些嘗試一直難以成功。
正如外科醫(yī)生需要經(jīng)過(guò)不同的培訓(xùn)階段來(lái)學(xué)習(xí)如何進(jìn)行手術(shù)一樣，未成熟的血液干細(xì)胞必須通過(guò)體內(nèi)不同的位置來(lái)學(xué)習(xí)如何完成造血干細(xì)胞的工作。它們起源于生血內(nèi)皮細(xì)胞，并在其發(fā)育過(guò)程中通過(guò)不同的位置遷移，從主動(dòng)脈開(kāi)始，最終到達(dá)骨髓。
研究團(tuán)隊(duì)此次使用單細(xì)胞RNA測(cè)序和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)創(chuàng)建了造血干細(xì)胞發(fā)育的“路線(xiàn)圖”。這項(xiàng)新技術(shù)使科學(xué)家能夠識(shí)別數(shù)千個(gè)單個(gè)細(xì)胞的獨(dú)特遺傳網(wǎng)絡(luò)和功能，并揭示這些細(xì)胞在胚胎中的位置。
新“路線(xiàn)圖”使人們有可能跟蹤造血干細(xì)胞的成熟過(guò)程，并揭示這一過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，例如它們?nèi)绾卧诟闻K獲得對(duì)其功能維持具有重要作用的成分。它還將幫助研究人員了解造血干細(xì)胞和造血祖細(xì)胞之間的根本差異，這對(duì)于創(chuàng)造適合用于移植療法的細(xì)胞至關(guān)重要。
該研究團(tuán)隊(duì)還確定了血管壁中產(chǎn)生造血干細(xì)胞的確切前體。這一發(fā)現(xiàn)澄清了一個(gè)長(zhǎng)期存在的爭(zhēng)議，即干細(xì)胞的細(xì)胞來(lái)源以及制造造血干細(xì)胞而非造血祖細(xì)胞所需的環(huán)境。
確定與人類(lèi)造血干細(xì)胞發(fā)育的不同階段相關(guān)的特定分子特征后，科學(xué)家就可利用這一資源，了解他們距離在實(shí)驗(yàn)室制造可移植的造血干細(xì)胞還有多遠(yuǎn)。
此外，該“路線(xiàn)圖”還可幫助科學(xué)家了解胚胎中發(fā)育的造血細(xì)胞是如何導(dǎo)致人類(lèi)疾病的。例如，它為研究一些始于子宮的血癌為什么比發(fā)生在出生后的血癌更具侵襲性提供了基礎(chǔ)。(實(shí)習(xí)記者張佳欣)
【總編輯圈點(diǎn)】
難以想象的是，人類(lèi)早在1939年就首次進(jìn)行了造血干細(xì)胞移植，但當(dāng)時(shí)并沒(méi)有完全理解其原理。直到1961年，科學(xué)家從小鼠體內(nèi)終于證實(shí)了造血干細(xì)胞的存在?，F(xiàn)在，造血干細(xì)胞移植已成為臨床重要有效的療法，每年全世界移植病例數(shù)都在增加。然而，供體不足，以及對(duì)造血干細(xì)胞和造血祖細(xì)胞之間差異了解的匱乏，阻礙了這一治療手段的擴(kuò)大化。如今的新成果，不但是實(shí)驗(yàn)室制造可移植造血干細(xì)胞的曙光，還將進(jìn)一步推進(jìn)造血干細(xì)胞于人體內(nèi)施展“修復(fù)”“平衡”的技巧。
