Nature：人類造血干細(xì)胞發(fā)育綜合圖

　　加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）的科學(xué)家和同事們創(chuàng)造了第一個(gè)類似的路線圖，追蹤人類胚胎中造血干細(xì)胞發(fā)育的每一步，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。

　　這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然》雜志上，該研究可能有助于擴(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，領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的加州大學(xué)洛杉磯分校再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞研究廣泛中心的Hanna Mikkola博士說。

　　血液干細(xì)胞，也被稱為造血干細(xì)胞，可以無限復(fù)制自己，并分化成人體內(nèi)的每一種類型的血細(xì)胞。幾十年來，醫(yī)生們一直在使用來自捐贈(zèng)者骨髓和新生兒臍帶的造血干細(xì)胞進(jìn)行挽救生命的血液和免疫疾病移植治療。然而，由于缺乏匹配的捐贈(zèng)者，以及臍血中干細(xì)胞數(shù)量少，這些治療受到限制。

　　研究人員試圖在實(shí)驗(yàn)室中利用人類多能干細(xì)胞創(chuàng)造血液干細(xì)胞，從而克服這些局限性，這種干細(xì)胞有可能在體內(nèi)產(chǎn)生任何類型的細(xì)胞。但要想成功并不容易，部分原因是科學(xué)家缺乏使實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的細(xì)胞分化為自我更新的造血干細(xì)胞，而不是只能產(chǎn)生有限類型血細(xì)胞的短命血祖細(xì)胞的指示。

　　“沒有人能成功地用人類多能干細(xì)胞制造出功能性血液干細(xì)胞，因?yàn)槲覀儗ξ覀冊噲D制造的細(xì)胞了解不夠，”加州大學(xué)洛杉磯分校學(xué)院分子、細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)教授、加州大學(xué)洛杉磯分校瓊森綜合癌癥中心成員Mikkola說。

　　新路線圖將幫助研究人員了解這兩種細(xì)胞類型之間的根本差異，這對于創(chuàng)造適合用于移植治療的細(xì)胞至關(guān)重要。

　　“我們現(xiàn)在有了一本關(guān)于造血干細(xì)胞如何在胚胎中制造的手冊，以及它們?nèi)绾潍@得使其對患者有用的獨(dú)特特性的手冊。”研究小組利用單細(xì)胞RNA測序和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)建立了資源，新技術(shù)使科學(xué)家能夠識別數(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。

　　這些數(shù)據(jù)使得跟蹤造血干細(xì)胞從血源性內(nèi)皮細(xì)胞中出現(xiàn)并在其發(fā)育過程中通過不同位置遷移成為可能，從主動(dòng)脈開始，最終到達(dá)骨髓。重要的是，該圖譜揭示了它們成熟過程中的具體里程碑，包括它們進(jìn)入肝臟，在那里它們獲得了血液干細(xì)胞的特殊能力。

　　為了解釋成熟過程，Mikkola將未成熟的造血干細(xì)胞與有抱負(fù)的外科醫(yī)生進(jìn)行了比較。正如外科醫(yī)生需要經(jīng)歷不同的訓(xùn)練階段來學(xué)習(xí)如何進(jìn)行手術(shù)一樣，未成熟的血液干細(xì)胞也必須經(jīng)過不同的位置來學(xué)習(xí)如何作為血液干細(xì)胞完成工作。

　　該研究小組還精確定位了血管壁中產(chǎn)生造血干細(xì)胞的確切前體。這一發(fā)現(xiàn)澄清了關(guān)于干細(xì)胞的細(xì)胞起源以及制造血液干細(xì)胞而不是血液祖細(xì)胞所需的環(huán)境的長期爭議。

　　現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)確定了與人類造血干細(xì)胞發(fā)育不同階段相關(guān)的特定分子特征，科學(xué)家們可以利用這一資源，看看他們離在實(shí)驗(yàn)室制造可移植的造血干細(xì)胞有多近。

　　Mikkola說：“以前，如果我們試圖從多能干細(xì)胞中創(chuàng)造出一個(gè)造血干細(xì)胞，但它沒有移植，我們就不知道在這個(gè)過程中我們在哪里失敗了。現(xiàn)在，我們可以把細(xì)胞放在我們的路線圖中，看看我們在哪里取得了成功，我們在哪里做得不夠，并根據(jù)胚胎的指示微調(diào)分化過程。”

　　此外，該圖譜還可以幫助科學(xué)家了解胚胎中發(fā)育的造血細(xì)胞是如何導(dǎo)致人類疾病的。例如，它為研究為什么開始在子宮內(nèi)的一些血癌比出生后的那些更具侵略性提供了基礎(chǔ)。

　　參考文獻(xiàn)

　　Mapping human haematopoietic stem cells from haemogenic endothelium to birth.