Nature：人類造血干細胞發育綜合圖

　　加州大學洛杉磯分校（UCLA）的科學家和同事們創造了第一個類似的路線圖，追蹤人類胚胎中造血干細胞發育的每一步，為科學家提供了在實驗室生產全功能造血干細胞的藍圖。

　　這項研究發表在《自然》雜志上，該研究可能有助于擴大白血病等血癌和鐮狀細胞病等遺傳性血液疾病的治療選擇，領導這項研究的加州大學洛杉磯分校再生醫學和干細胞研究廣泛中心的Hanna Mikkola博士說。

　　血液干細胞，也被稱為造血干細胞，可以無限復制自己，并分化成人體內的每一種類型的血細胞。幾十年來，醫生們一直在使用來自捐贈者骨髓和新生兒臍帶的造血干細胞進行挽救生命的血液和免疫疾病移植治療。然而，由于缺乏匹配的捐贈者，以及臍血中干細胞數量少，這些治療受到限制。

　　研究人員試圖在實驗室中利用人類多能干細胞創造血液干細胞，從而克服這些局限性，這種干細胞有可能在體內產生任何類型的細胞。但要想成功并不容易，部分原因是科學家缺乏使實驗室培養的細胞分化為自我更新的造血干細胞，而不是只能產生有限類型血細胞的短命血祖細胞的指示。

　　“沒有人能成功地用人類多能干細胞制造出功能性血液干細胞，因為我們對我們試圖制造的細胞了解不夠，”加州大學洛杉磯分校學院分子、細胞和發育生物學教授、加州大學洛杉磯分校瓊森綜合癌癥中心成員Mikkola說。

　　新路線圖將幫助研究人員了解這兩種細胞類型之間的根本差異，這對于創造適合用于移植治療的細胞至關重要。

　　“我們現在有了一本關于造血干細胞如何在胚胎中制造的手冊，以及它們如何獲得使其對患者有用的獨特特性的手冊。”研究小組利用單細胞RNA測序和空間轉錄組學建立了資源，新技術使科學家能夠識別數千個單個細胞的獨特遺傳網絡和功能，并揭示這些細胞在胚胎中的位置。

　　這些數據使得跟蹤造血干細胞從血源性內皮細胞中出現并在其發育過程中通過不同位置遷移成為可能，從主動脈開始，最終到達骨髓。重要的是，該圖譜揭示了它們成熟過程中的具體里程碑，包括它們進入肝臟，在那里它們獲得了血液干細胞的特殊能力。

　　為了解釋成熟過程，Mikkola將未成熟的造血干細胞與有抱負的外科醫生進行了比較。正如外科醫生需要經歷不同的訓練階段來學習如何進行手術一樣，未成熟的血液干細胞也必須經過不同的位置來學習如何作為血液干細胞完成工作。

　　該研究小組還精確定位了血管壁中產生造血干細胞的確切前體。這一發現澄清了關于干細胞的細胞起源以及制造血液干細胞而不是血液祖細胞所需的環境的長期爭議。

　　現在，研究人員已經確定了與人類造血干細胞發育不同階段相關的特定分子特征，科學家們可以利用這一資源，看看他們離在實驗室制造可移植的造血干細胞有多近。

　　Mikkola說：“以前，如果我們試圖從多能干細胞中創造出一個造血干細胞，但它沒有移植，我們就不知道在這個過程中我們在哪里失敗了。現在，我們可以把細胞放在我們的路線圖中，看看我們在哪里取得了成功，我們在哪里做得不夠，并根據胚胎的指示微調分化過程。”

　　此外，該圖譜還可以幫助科學家了解胚胎中發育的造血細胞是如何導致人類疾病的。例如，它為研究為什么開始在子宮內的一些血癌比出生后的那些更具侵略性提供了基礎。

　　參考文獻

　　Mapping human haematopoietic stem cells from haemogenic endothelium to birth.