医学进展
2015年01月号
医学进展

研究揭示造血干细胞分化发育调节机制

作者:刘荣军

澳大利亚莫纳什大学再生医学研究所Phong Dang Nguyen等人的一项研究首次向人们揭示了造血干细胞(haematopoietic stem cells,HSCs)的生产机制:在胚胎发育过程中,造血干细胞的发生需要一种名为endotomal细胞的辅助。endotomal细胞所提供的微环 境,可以帮助和诱导背主动脉来源的内皮细胞发展成为完全成熟的干细胞。在此过程中,meox1基因发挥了至关重要的作用。

以斑马鱼为研究模型,研究人员利用高分辨率显微镜动态捕捉了造血干细胞在胚胎中的形成过程。与野生型斑马鱼相比,meox1基因缺陷的choker斑马鱼体内的造血干细胞更多。

进一步的研究发现,choker斑马鱼在胚胎发育 过程中,更多的体节细胞生成了排列在背主动脉上的内皮细胞,即endotomal细胞。但是,这些endotomal细胞并不会发育成为造血干细胞,而是 帮助其他的内皮细胞变为造血干细胞。下调meox1的功能,endotomal细胞数量也会随之减少,其间接的影响是造血干细胞的生成减少;与之相一致的 是,耗尽endotomal来源的内皮细胞可导致HSCs数量显著减少。这一结果部分程度上是由于Cxcl12b信号蛋白减少所致。当研究人员采用化学或 遗传方法抑制Cxcl12b功能时,发现HSC数量急剧减少。

基于上述研究结果,研究者认为,造血干细胞需要一个充当“伙伴”功能的细胞类型,即endotomal细胞来帮助它们完成发育分化,endotomal细胞像一个舒服的“沙发”让前造血干细胞去“依靠”,以帮助它们发展成为完全成熟的干细胞。

这些结果真正令人兴奋的是,如果能找到出现在对胚胎造血干细胞形成有帮助的endotomal细胞内的信号,就可以在体外制造出不同的血细胞来应对各种有血液需求的相关疾病。(作者:刘荣军)

参考文献:Nature 2014; 512: 314-318

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