研究出干細(xì)胞自我更新

威爾康奈爾醫(yī)學(xué)研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種創(chuàng)新的方法，可以從血管中容易獲得的細(xì)胞中無限制地提供健康的血細(xì)胞。這一成就標(biāo)志著任何研究小組*產(chǎn)生這種造血干細(xì)胞。

在5月17日出版的“自然”雜志上發(fā)表的一篇論文中，Rafii博士和他的同事展示了一種方法，可以有效地將所有血管(稱為血管內(nèi)皮細(xì)胞)的細(xì)胞轉(zhuǎn)化為豐富的，功能齊全的HSC，這些HSC可以移植以產(chǎn)生終生的新血管供應(yīng)。 ，健康的血細(xì)胞。該研究小組還發(fā)現(xiàn)，特殊類型的內(nèi)皮細(xì)胞可以作為培養(yǎng)環(huán)境，稱為血管生態(tài)位細(xì)胞，并且他們編排了新轉(zhuǎn)化的HSCs的自我更新。這一發(fā)現(xiàn)可能解決再生和生殖醫(yī)學(xué)中的問題之一：干細(xì)胞如何不斷補(bǔ)充其供應(yīng)?

“這是一個(gè)改變游-戲規(guī)則的突破，它不僅使我們更接近治療血液疾病，而且還破譯了干細(xì)胞自我更新機(jī)制的復(fù)雜生物學(xué)，”資-深作者沙恩拉菲(Anshin干細(xì)胞研究所所長)博士說。 ，再生醫(yī)學(xué)科主任和威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的Arthur B. Belfer教授。

“這令人興奮，因?yàn)樗鼮槲覀兲峁┝艘粭l途徑，可以幫助我們治療遺傳和獲得性血液疾病的有用數(shù)量的正常干細(xì)胞，”共同資-深作者Joseph Scandura博士補(bǔ)充道，威爾康奈爾醫(yī)學(xué)銀骨髓增生腫瘤中心的醫(yī)學(xué)和科學(xué)主任。

造血干細(xì)胞(HSCs)是長效細(xì)胞，可成熟為所有類型的血細(xì)胞：白細(xì)胞，紅細(xì)胞和血小板。數(shù)十億的循環(huán)血細(xì)胞不能在體內(nèi)存活很長時(shí)間，必須不斷補(bǔ)充。如果不發(fā)生這種情況，可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的血液疾病，如貧血，出血或危及生命的感染。HSC的一個(gè)特殊屬性是它們還可以“自我更新”以形成更多的HSC。這個(gè)屬性只允許幾千個(gè)HSC生物試劑一個(gè)人一生中所有的血細(xì)胞。

研究人員一直希望找到一種方法來使身體產(chǎn)生健康的HSC，以治愈這些疾病。但這一點(diǎn)從未實(shí)現(xiàn)過，部分原因是科學(xué)家們無法設(shè)計(jì)出一個(gè)培育環(huán)境，在此環(huán)境中干細(xì)胞可以轉(zhuǎn)化為新的，持久的細(xì)胞 - 直到現(xiàn)在。

該研究小組在2014年的一項(xiàng)自然研究中表明，將成人血管內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化為造血細(xì)胞是可行的。然而，該團(tuán)隊(duì)無法證明他們已經(jīng)產(chǎn)生了真正的HSC，因?yàn)槿祟怘SC的功能和再生潛力只能通過將細(xì)胞移植到小鼠中來近似，而小鼠并不真正模仿人類生物學(xué)。

為了解決這個(gè)問題，該團(tuán)隊(duì)將他們的轉(zhuǎn)換方法應(yīng)用于具有正常免疫功能的小鼠血液移植模型，并且可以對HSC潛力的確切證據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格測試。研究人員從易于接近的成年小鼠器官中分離出血管內(nèi)皮細(xì)胞，并指示他們過量產(chǎn)生與血液干細(xì)胞功能相關(guān)的某些蛋白質(zhì)。使這些重編程細(xì)胞生長并與工程血管壁龕共培養(yǎng)繁殖。然后將重編程的HSC作為單個(gè)細(xì)胞移植到已經(jīng)被照射以破壞其所有血液形成和免疫系統(tǒng)的小鼠中，然后監(jiān)測它們是否會(huì)自我更新并產(chǎn)生健康的血細(xì)胞。

與Alwaleed Bin Talal Bin Abdulaziz Al-Saud計(jì)算生物醫(yī)學(xué)研究所副主任Olivier Elemento博士和基因組服務(wù)主任Jenny Xiang博士合作，Rafii博士及其團(tuán)隊(duì)也表明重新編程HSC及其分化后代 - 包括白細(xì)胞和紅細(xì)胞以及免疫細(xì)胞 - 被賦予與正常成體干細(xì)胞相同的遺傳屬性。這些發(fā)現(xiàn)表明，重編程過程導(dǎo)致真正的HSC的產(chǎn)生，其具有與正常成體HSC非常相似的遺傳特征。

研究中的小鼠繼續(xù)過正常生活并死于自然死亡，沒有白血病或任何其他血液疾病的跡象。“這在上很重要，因?yàn)橹匦戮幊痰募?xì)胞可以移植，讓患者在骨髓移植后對抗感染，”Lis博士說。研究中的小鼠繼續(xù)過正常生活并死于自然死亡，沒有白血病或任何其他血液疾病的跡象。“這在上很重要，因?yàn)橹匦戮幊痰募?xì)胞可以移植，讓患者在骨髓移植后對抗感染，”Lis博士說。研究中的小鼠繼續(xù)過正常生活并死于自然死亡，沒有白血病或任何其他血液疾病的跡象。

值得注意的是，轉(zhuǎn)換過程產(chǎn)生了大量可移植的HSC，這些HSC在其壽命期間使小鼠的整個(gè)血液系統(tǒng)再生，這種現(xiàn)象稱為植入。“我們開發(fā)了一種功能完備且持久的血液系統(tǒng)，”主要作者，醫(yī)學(xué)和生殖醫(yī)學(xué)講師Raphael Lis博士說道，他是威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的醫(yī)學(xué)和生殖醫(yī)學(xué)教授。此外，HSC嫁接小鼠開發(fā)了免疫系統(tǒng)的所有工作組件。“這在上很重要，因?yàn)橹匦戮幊痰募?xì)胞可以移植，讓患者在骨髓移植后對抗感染，”Lis博士說。