Nature解開干細胞生成之謎
日期:2014-08-14 08:53:58
來自莫納什大學澳大利亞再生醫學研究所(ARMI)和Garvan醫學研究所的科學家們解開了干細胞的生成之謎,這預示著離治愈一系列的血液病和免疫疾病已然不遠。這項發表在《自然》(Nature)雜志上的研究,第一次鑒別出了體內觸動造血干細胞(HSC)生成的機制。
存在于骨髓和臍帶血中的HSCs極其重要,因為它們可以補充全身的血細胞供應。近年來采用HSC移植一些白血病患者成功獲得治愈,而醫學專家們認為造血干細胞還擁有更為廣泛的應用潛力。
ARMI的首席研究員Peter Currie教授說,了解HSCs自我更新補充血細胞的機制是干細胞生物學的一個“圣杯”。
“HSCs是我們可以使用的最好的治療工具之一,因為它們可以生成體內所有的血細胞。只要我們能夠闡明HSCs起初的生成機制,除了當前的移植策略,我們有可能能夠通過更多的途經來利用這些細胞治療嚴重的血液病,”他說。
無法在實驗室環境下生成它們,是更廣泛地利用HSCs的一個主要的絆腳石。盡管以往的研究表明,一個分子“開關”有可能是HSC形成的必要條件,但直到現在HSC的生成機制仍然是一個謎題。
在這一最新的研究中,ARMI的研究人員觀察了發育斑馬魚中的細胞,獲得了一些導致HSC生成的信號過程的新信息。斑馬魚是一種熱帶淡水魚,眾所周知它具有再生能力和透明的胚胎。
利用高分辨率顯微鏡,研究人員拍攝了這些干細胞如何在胚胎中形成的影像,以生動的細節捕獲了它們的形成過程。
Currie教授說,當回放這些影像時他們注意到HSCs需要一種“伙伴”細胞來幫助它們形成。這些稱作為endotome細胞的伙伴具有干細胞誘導特性。
“Endotome細胞就像一個讓前體HSCs依偎的舒適的沙發,幫助它們發育成為完全成熟的干細胞。我們不僅鑒別出了HSC形成需要的一些細胞和信號,還指出了起初endotome形成必需的一些基因,”Currie教授說。
“這些研究結果的真正令人興奮之處在于,如果我們能夠找到在endotome細胞中負責胚胎HSC形成的一些信號,那么我們就可以在體外利用它們來生成不同的血細胞,滿足各種血液相關疾病的需求。”
“你或許可以想象,甚至可以糾正細胞中的一些遺傳缺陷,然后將它們移植回體內,”Currie教授說。
Garvan醫學研究所Georgina Hollway博士說,這項工作闡明了體內的一些分子過程如何在HSC形成中發揮關鍵作用。
Hollway博士說:“我們現在知道了這些遷移細胞對于造血干細胞形成至關重要,并且我們描述了一些相關的分子過程。這一信息并不是在實驗室中生成它們的整體解決方法,但它肯定會有幫助。”
在下一階段的研究中,Currie教授的研究小組將鑒別出更多的觸動HSC生成的分子信號。
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