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          金時代生物

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          世界首次!我國科學家揭示造血干細胞歸巢全過程

          來源:央視網時間:2018-11-22 10:18:03


          造血干細胞移植已被廣泛應用于重大疾病的治療,其中很重要的一點就是其能成功歸巢到造血組織,分化產生全部血細胞類型維持生命。歷時六年攻關研究,我國科學家在國際上首次高清晰解析了體內造血干細胞歸巢的完整動態過程,對干細胞研究及造血干細胞移植等具有重要意義,這一研究成果今天(20日)在國際權威學術期刊《自然》發表。


          造血干細胞是人體血液系統中維持生命的始祖細胞,但其造血功能需要成功歸巢到特定的造血微環境中才能發揮,由于這一生命過程時空跨度非常大,具體發生機制一直不為人所知。歸巢在體內生理情況下究竟如何發生?歸巢的微環境究竟是何種結構?微環境細胞又是如何幫助造血干細胞歸巢的等一系列關鍵科學原理依然知之甚少,嚴重制約了臨床造血干細胞移植等相關技術的發展。


          經過多年攻關,中科院上海營養與健康研究院研究團隊整合了遺傳調控、免疫熒光標記和活體成像等多種技術,形成了一套全新的研究體系,在模式實驗動物體內直接觀測到了新生造血干細胞歸巢的完整過程,首次闡明了造血干細胞歸巢的時空規律,找到了造血干細胞在造血組織中歸巢停留的“熱點區域” 及其中特殊的靜脈微血管結構。

          先導細胞(玫紅色)引導造血干細胞

          (央廣網發 中科院上海營養與健康研究院、中科院科技攝影聯盟 供圖)


          中科院上海營養與健康研究院研究員潘巍峻介紹,研究團隊還發現了一種可以在體內識別、并且引導造血干細胞歸巢的一種巨噬細胞亞型,稱之為“先導細胞”。這類先導細胞是一種從未被定義過的巨噬細胞新亞型,存在于歸巢“熱點區域”附近,它們可以識別進入造血組織的造血干細胞,并將其引入特定的血管結構中,從而實現造血干細胞的歸巢。這一原創性科學發現突破了現有理論及研究體系,對生命科學研究領域具有廣泛的借鑒意義。

          斑馬魚模式動物平臺觀察斑馬魚

          (央廣網發 中科院上海營養與健康研究院、中科院科技攝影聯盟 供圖)


          復旦大學附屬華山醫院血液科主任陳彤接受采訪時表示,這種發現也預示著我們今后在臨床進行造血干細胞移植的時候,其實可以采取某種分子細胞機制,靶向地定向誘導造血干細胞的歸巢,可以大大提高以后造血干細胞移植的成功率。


          國際權威學術期刊《自然》高級編輯娜塔麗·勒波表示,他們的研究史無前例地揭示了造血干細胞是如何在活動物體內實現歸巢的,這一研究結果有望成為將來提高骨髓移植成功率的關鍵。


          先導細胞GPS導航 活體成像全記錄


          在健康的生理狀態下,造血干細胞仿佛攜帶一部GPS,總能找到其最佳位置。那么,造血干細胞歸巢為什么如此重要?它又是如何實現精準歸巢并發揮其功能呢?


          我們每次體檢時都會進行血常規檢查,人體的血液中流動著紅細胞、白細胞、血小板等各個類型的細胞,他們形態各異、各司其職,而這些血液細胞卻有著共同的來源——造血干細胞。


          造血干細胞具有自我更新能力,并可以分化成為血液中各類細胞,因此,其可被應用于血液、免疫和腫瘤等疾病的治療中。大家都聽聞過白血病這類疾病,大部分原因歸根溯源就是造血機能出現障礙,而醫生通過骨髓移植/造血干細胞移植,在臨床上已經挽救了成千上萬的生命,這種血液之源的造血干細胞在新環境中的狀態,同樣受著其周圍細胞微環境的影響,孟母三遷,擇鄰而居。干細胞在循環中游走尋找其最適宜的微環境的過程稱為“歸巢”,只有尋找到自己的“家”,干細胞才能有效發揮其功能。


          潘巍峻團隊的研究成果首次通過活體成像直觀記錄下歸巢各個階段細胞與微環境的相互作用機制,闡明了該生命過程中不同組織細胞之間的動態協作過程,在分子、細胞水平上讓我們進一步理解造血干細胞的歸巢過程。(央視記者 帥俊全)


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