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    世界首次!我国科学家揭示造血干细胞归巢全过程
    发布时间:2018-11-22 10:18:03 作者: 来源:央视网

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    造血干细胞移植已被广泛应用于重大疾病的治疗,其中很重要的一点就是其能成功归巢到造血组织,分化产生全部血细胞类型维持生命。历时六年攻关研究,我国科学家在国际上首次高清晰解析了体内造血干细胞归巢的完整动态过程,对干细胞研究及造血干细胞移植等具有重要意义,这一研究成果今天(20日)在国际权威学术期刊《自然》发表。


    造血干细胞是人体血液系统中维持生命的始祖细胞,但其造血功能需要成功归巢到特定的造血微环境中才能发挥,由于这一生命过程时空跨度非常大,具体发生机制一直不为人所知。归巢在体内生理情况下究竟如何发生?归巢的微环境究竟是何种结构?微环境细胞又是如何帮助造血干细胞归巢的等一系列关键科学原理依然知之甚少,严重制约了临床造血干细胞移植等相关技术的发展。


    经过多年攻关,中科院上海营养与健康研究院研究团队整合了遗传调控、免疫荧光标记和活体成像等多种技术,形成了一套全新的研究体系,在模式实验动物体内直接观测到了新生造血干细胞归巢的完整过程,首次阐明了造血干细胞归巢的时空规律,找到了造血干细胞在造血组织中归巢停留的“热点区域” 及其中特殊的静脉微血管结构。

    先导细胞(玫红色)引导造血干细胞

    (央广网发 中科院上海营养与健康研究院、中科院科技摄影联盟 供图)


    中科院上海营养与健康研究院研究员潘巍峻介绍,研究团队还发现了一种可以在体内识别、并且引导造血干细胞归巢的一种巨噬细胞亚型,称之为“先导细胞”。这类先导细胞是一种从未被定义过的巨噬细胞新亚型,存在于归巢“热点区域”附近,它们可以识别进入造血组织的造血干细胞,并将其引入特定的血管结构中,从而实现造血干细胞的归巢。这一原创性科学发现突破了现有理论及研究体系,对生命科学研究领域具有广泛的借鉴意义。

    斑马鱼模式动物平台观察斑马鱼

    (央广网发 中科院上海营养与健康研究院、中科院科技摄影联盟 供图)


    复旦大学附属华山医院血液科主任陈彤接受采访时表示,这种发现也预示着我们今后在临床进行造血干细胞移植的时候,其实可以采取某种分子细胞机制,靶向地定向诱导造血干细胞的归巢,可以大大提高以后造血干细胞移植的成功率。


    国际权威学术期刊《自然》高级编辑娜塔丽·勒波表示,他们的研究史无前例地揭示了造血干细胞是如何在活动物体内实现归巢的,这一研究结果有望成为将来提高骨髓移植成功率的关键。


    先导细胞GPS导航 活体成像全记录


    在健康的生理状态下,造血干细胞仿佛携带一部GPS,总能找到其最佳位置。那么,造血干细胞归巢为什么如此重要?它又是如何实现精准归巢并发挥其功能呢?


    我们每次体检时都会进行血常规检查,人体的血液中流动着红细胞、白细胞、血小板等各个类型的细胞,他们形态各异、各司其职,而这些血液细胞却有着共同的来源——造血干细胞。


    造血干细胞具有自我更新能力,并可以分化成为血液中各类细胞,因此,其可被应用于血液、免疫和肿瘤等疾病的治疗中。大家都听闻过白血病这类疾病,大部分原因归根溯源就是造血机能出现障碍,而医生通过骨髓移植/造血干细胞移植,在临床上已经挽救了成千上万的生命,这种血液之源的造血干细胞在新环境中的状态,同样受着其周围细胞微环境的影响,孟母三迁,择邻而居。干细胞在循环中游走寻找其最适宜的微环境的过程称为“归巢”,只有寻找到自己的“家”,干细胞才能有效发挥其功能。


    潘巍峻团队的研究成果首次通过活体成像直观记录下归巢各个阶段细胞与微环境的相互作用机制,阐明了该生命过程中不同组织细胞之间的动态协作过程,在分子、细胞水平上让我们进一步理解造血干细胞的归巢过程。(央视记者 帅俊全)


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