胚胎造血祖細胞并不來自造血干細胞——干細胞完全培養基助力干細胞研究

標準的造血分級模型將造血干細胞置于造血譜系的頂端，其次是各種逐步出現的后代祖細胞。

干細胞研究離不開培養體系的建立，干細胞完全培養基，助力干細胞研究。

這些不同的中間祖細胞是通過細胞表面標記、體外集落形成試驗和移植實驗的分類在骨髓中發現的，隨后通過成年小鼠的遺傳譜系追蹤來描述造血干細胞向成熟血細胞的分級進展。與成人骨髓相似，妊娠晚期胎兒肝臟中的造血干細胞-祖細胞層次結構被認為是通過胚胎HSCs的分化而建立的。然而，這一概念假設造血干細胞和祖細胞之間的關系從胚胎到成人是保守的。此外，考慮到小鼠胎肝中造血干細胞-祖細胞層次結構的迅速形成(在造血干細胞出現3 - 4天后)，很難將在成體期追蹤中觀察到的動力學應用于胎兒造血干細胞。

在成人骨髓中，自我更新和分化被嚴格控制以維持造血干細胞(HSC)的穩態。在胎兒發育過程中，造血干細胞的擴增(自我更新)和分化造血細胞的產生(分化)都是維持機體生長所需的造血系統的必要條件。然而，目前尚不清楚這兩項看似對立的任務是如何在短暫的胚胎期內完成的。

近日，研究人員使用小鼠體內遺傳示蹤技術分析了動脈內造血集群中造血干細胞和祖細胞的形成，這些造血集群包含造血干細胞前體并表達轉錄因子肝白血病因子(HLF)。相關研究成果發表在《Nature》上，文章標題為：“Tomomasa Yokomizo et al. Independent origins of fetal liver haematopoietic stem and progenitor cells”。

通過動力學研究，研究人員觀察到從HLF+前體群體中同時形成造血干細胞和定義的祖細胞(以前被認為是hscs5的后代)，隨后在胎兒肝臟中以獨立于造血干細胞的方式迅速形成分級造血群體結構。轉錄因子EVI1在前體群體中異質表達，EVI1hi細胞主要定位于胚胎內動脈，并優先產生造血干細胞。通過基因操縱EVI1的表達，研究人員可以夠改變體內前體的造血干細胞和前體輸出。通過命運追蹤，該研究還證明了在妊娠后期，胎兒造血干細胞被緩慢地用于產生短期造血干細胞。這些數據表明，胎兒造血干細胞在出生前對祖細胞和功能血細胞的產生作用微乎其微。因此，在發育過程中干細胞獨立通路為組織和干細胞池的快速和同步生長提供了一個合理的策略。