创造造血干细胞的关键可能在于你自己的血液
血液的发育干细胞根据一项新的研究,依赖于一种看似无关的微生物感应蛋白受体。
这一发现可能在从人自己的血液中产生造血干细胞的持续探索中开辟新天地,从而否定了骨髓移植的需要。
该研究的作者指出,所讨论的蛋白质受体称为Nod1,因其在帮助识别体内细菌感染和聚集免疫反应方面的作用而闻名。
但根据他们的研究,Nod1似乎在生命的早期也有不同的目的,当时胚胎的血管系统仍在发育。
由爱荷华州立大学遗传学家Raquel Espin Palazon领导的研究表明,这种微生物传感器可以帮助胚胎迫使一些血管内皮细胞变成造血干细胞。
这可能是有价值的信息,因为它有可能揭示胚胎如何制造造血干细胞 - 也许我们如何在以后的生活中培养它们。
“这将消除寻找相容的骨髓移植供体的挑战性任务以及接受移植后发生的并发症,改善许多白血病、淋巴瘤和贫血患者的生活,”Espin Palazon说.
造血干细胞是我们血液中所有白细胞和红细胞的祖细胞,在称为造血的过程中产生我们血液的所有成分。
这些造血干细胞,也称为造血干细胞,在出生前就从胚胎主动脉内的内皮细胞发育而来。
然而,虽然这一点已经很清楚了,但关于是什么触发胚胎中这一重要过程的细节很少。
“我们知道造血干细胞是由内皮细胞形成的,但使细胞改变身份的因素是神秘的,”Espin Palazon说.“我们不知道这种受体是需要的,或者在造血干细胞形成之前就这么早就需要了。
研究人员首先通过分析人类胚胎的公共数据库来研究Nod1,然后使用斑马鱼进一步研究受体,斑马鱼是一种常用的模式生物,与人类共享大约70%的基因组。
通过抑制或增强Nod1,研究人员证明了与造血干细胞的产生呈正相关。
为了更深入地了解Nod1和人类血液发育,该研究的作者还与费城儿童医院合作,研究人员在那里生产人类诱导的多能干细胞。
虽然这些细胞是由成人体细胞产生的,但研究人员对它们进行了基因重组,以模仿胚胎中发现的多能干细胞——那些能够产生许多不同细胞类型的干细胞。
诱导多能干细胞可以产生大多数类型的血细胞,但它们不能产生功能性造血干细胞。尽管如此,抑制Nod1导致这些诱导的多能干细胞产生较少的血液,反映了斑马鱼血液干细胞中观察到的效果。
一个人的大部分造血干细胞都存在于骨髓中,因此患有某些血液疾病的患者通常需要骨髓移植来提供重要的造血干细胞供应。
但是,有了关于Nod1在胚胎中产生造血干细胞的作用的证据,科学家们有了新的希望,可以设计出一种从人类样本中产生新的造血干细胞的方法,甚至可能从患者自己的血液中产生。
研究人员指出,这不仅有助于避免安排和进行骨髓移植的后勤挑战,还有助于避免移植物抗宿主病等并发症,其中移植的免疫细胞将宿主识别为外来细胞并攻击受体的细胞。
“这将是再生医学的巨大进步,”Espin Palazon说.
研究人员说,仍然需要更多的研究,不仅要了解身体究竟是如何产生造血干细胞的,而且还要了解每一步何时需要发生。
“时机非常关键。这就像你在做饭时,你需要按照特定的顺序添加食材,“Espin Palazon说.
“我在爱荷华州立大学的团队将继续努力过上没有血液疾病的生活,”她增加.“我相信我们的研究将为最终创造治疗级造血干细胞来治愈血液疾病患者铺平道路。
该研究发表在自然通讯.