研究表明，免疫系統在創造血液干細胞中的驚人作用

一項突破性的研究表明，Nod1微生物傳感器對血液干細胞的發育至關重要。這一發現開啟了從患者自身血液中產生血液干細胞的可能性，有可能改變血液疾病的治療方式，減少對骨髓移植的依賴。

一種有助于識別和對抗細菌感染的微生物傳感器在血液干細胞的發展中也起著關鍵作用，這對創造患者來源的血液干細胞的努力有價值的新見解，可以消除對骨髓移植的需求。

這一發現是由愛荷華州立大學遺傳學、發育和細胞生物學助理教授Raquel Espin Palazon領導的一個研究小組在上個月的《自然通訊》(Nature Communications)上發表的。它建立在Espin Palazon先前的研究基礎上，該研究表明，在生命的最初階段，當血管系統和血液在胚胎中形成時，引發身體免疫反應的炎癥信號具有完全不同的作用。

知道胚胎激活微生物傳感器，一種被稱為Nod1的蛋白質，迫使血管內皮細胞成為血液干細胞，可以幫助開發一種在實驗室中從患者自己的血液中制造血液干細胞的方法。

Espin Palazon說:“這將消除尋找合適的骨髓移植供體的艱巨任務和接受移植后出現的并發癥，改善許多白血病、淋巴瘤和貧血患者的生活。”

關鍵提示

干細胞既是人體的工廠，也是人體的原料，它們反復分裂，自我更新，為特定組織構建新的細胞。胚胎中的多能干細胞可以制造人體所需的任何類型的細胞，而成體干細胞**于生產特定類型的細胞。血液干細胞，也被稱為造血干細胞，制造血液的所有成分。一生的血液干細胞供應是在出生前在胚胎中產生的。

Espin Palazon的研究小組發現，在內皮細胞開始變成干細胞之前，胚胎中的免疫受體就被激活了，為它們的轉變做好了準備。

她說:“我們知道造血干細胞是由內皮細胞形成的，但使細胞轉換身份的因素卻很神秘。我們不知道需要這種受體，也不知道在造血干細胞形成之前就需要這種受體。”

研究人員通過分析人類胚胎的公共數據庫來鎖定Nod1，并使用斑馬魚進行研究，斑馬魚與人類共享約70%的基因組。造血干細胞的產生與Nod1水平密切相關，因為它的作用被抑制或增強。

為了證實Nod1也在人類血液發育中發揮作用，研究小組與費城兒童醫院合作。那里的研究人員培育出了人類誘導多能干細胞，這種干細胞是從成熟的樣本中產生的，但經過基因重組，表現得像胚胎中發現的萬能干細胞。誘導多能干細胞可以產生大多數類型的血細胞，但不能產生功能性的造血干細胞。但是，當研究人員取出Nod1時，血液生產就停滯了，就像斑馬魚的血液干細胞一樣。

走向自體干細胞

弄清楚Nod1是血液干細胞發育的先決條件是科學家們的進步，他們希望設計一種從人體樣本中生產血液干細胞的系統，這可能為患有血液疾病的患者提供一種革命性的新選擇。病人可以接受來自自身的干細胞治療，而不是通過骨髓移植來注入血液干細胞。骨髓是骨骼內部的海綿，保存著人體大部分的血液干細胞。自體干細胞可以避免移植物抗宿主病的風險。移植物抗宿主病是一種常見的潛在致命反應，當患者的免疫系統將移植物視為攻擊的威脅時，就會發生這種反應。

“這將是再生醫學的巨大進步，”Espin Palazon說。

Espin Palazon的團隊正在繼續解開造血干細胞產生的復雜相互作用，包括完善時間線。了解信號何時表達對于開發制造血液干細胞的方法至關重要。

“時機非常關鍵。這就像你在做飯時，你需要按特定的順序添加配料，”她說。

進一步的研究將受益于與費城兒童醫院的合作，該醫院培訓了該研究的共同作者之一——遺傳學、發育和細胞生物學的兼職助理教授Clyde Campbell——關于創造誘導多能干細胞的方案。

“我在愛荷華州立大學的團隊將繼續為沒有血液疾病的生活而努力。我相信我們的研究將為最終創造治療級血液干細胞來治療血液疾病患者鋪平道路，”Espin Palazon說。

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