医学进展
2012年07月号
医学进展
医生日记

内皮细胞和血管周细胞维持造血干细胞微环境

    造血干细胞( Hemopoietic Stem cell ,HSC)指尚未发育成熟的细胞,是所有造血细胞和免疫细胞的起源,具有自我复制和多向分化潜能。

    HSC有两个重要特征:其一,高度的自我更新或自我复制能力;其二,可分化成所有类型的血细胞。造血干细胞采用不对称的分裂方式:由一个细胞分裂为两个细胞;其中一个细胞仍然保持干细胞的一切生物特性,从而保持身体内干细胞数量相对稳定,这就是干细胞的自我更新;而另一个则进一步增殖分化为各类血细胞、前体细胞和成熟血细胞,释放到外周血中,执行各自任务,直至衰老死亡。这个过程周而复始地不断进行,维持着机体的细胞稳定和自我更新。

    一些类型的细胞已经被提出可能生成HSC微环境,但HSC维持因子的表达模式还没有得到系统性的研究,也没有任何候选微环境细胞中的这类因子被删除过,因此这些因子的细胞来源还不确定。

    干细胞因子(Stem cell factor,SCF)是HSC微环境的关键组成部分。Howard Hughes医学研究所的Morrison团队采用了一种系统性的条件遗传学方法,识别出了一种对维持HSC微环境起关键作用的干细胞因子的来源细胞。

    绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)是来自维多利亚水母的一种新型标记分子,研究人员用来自水母的表达绿色荧光蛋白的基因交换小鼠体内表达SCF的基因。结果显示,发绿光的细胞是内皮细胞和表达瘦素受体(Lepr)的血管周围基质细胞,从而揭示它们就是培育健康HSC的微环境的产生者。另外实验室研究还表明如果将SCF从内皮细胞或Lepr-血管周细胞中去除,则会导致骨髓中的HSC耗竭。如果内皮细胞和Lepr-血管周细胞中的SCF都丢失,则会导致HSC几乎完全消失。因此,HSC位于血管外周微环境中,其中的多种细胞类型的表达因子能够促进HSC的维持。

    Morrison博士说,该研究对骨髓和脐带血移植有影响。如果科学家能够鉴定出血管周细胞促进HSC增殖的信号,那么他们可能能够在实验室中复制这些信号。如果能够进行复制,这将能实现在移植进病人体内之前增殖HSC,因而增加这种广泛使用的临床实验程序的安全性和有效性。(作者:贾玉华)

参考文献:《Nature》2012;481:457-461

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