Nat Cell Biol：研究揭示造血干細胞的形成過程

日前，St. Jude兒童研究醫(yī)院的研究人員使用視頻監(jiān)控工具發(fā)現(xiàn)了促進血細胞發(fā)育的細胞。這項發(fā)現(xiàn)為在實驗室創(chuàng)造造血干細胞提供了線索，最終可能有助于改善骨髓移植現(xiàn)狀。論文通訊作者Wilson Clements博士帶頭的這項研究于近日發(fā)表在Nature Cell Biology上。

造血干細胞可以產(chǎn)生體內(nèi)任何種類的血細胞。它還被用于移植治療白血病等癌癥及其他血液疾病，它還開始用于基因治療領(lǐng)域。但是缺乏合適的供體使得造血干細胞移植數(shù)量有限，同時在實驗室中使用多能干細胞造血的努力一直沒有成功。

所有的造血干細胞在出生前形成，來源于發(fā)育中的動脈血管內(nèi)壁的某些內(nèi)皮細胞。但是這個過程并沒有完全研究清楚。

Clements及文章**作者Erich Damm發(fā)現(xiàn)軀干神經(jīng)嵴細胞是促使內(nèi)皮細胞轉(zhuǎn)化為造血干細胞的關(guān)鍵所在。軀干神經(jīng)嵴細胞由發(fā)育中的脊髓生成，會遷移至整個胚胎。它們最終會形成一系列成熟細胞，包括交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)元、膠質(zhì)細胞，而交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)系統(tǒng)控制著人體的喂食、戰(zhàn)斗、逃離、生育等過程。

通過使用延時視頻，研究人員追蹤到了透明的斑馬魚胚胎中神經(jīng)嵴細胞的遷移。斑馬魚和人類具有幾乎一樣的血液系統(tǒng)以及使血液系統(tǒng)發(fā)育的信號通路。受精20小時后，神經(jīng)嵴細胞到達了發(fā)育中的動脈中，24小時后遷移的細胞與動脈中的內(nèi)皮細胞接觸，然后啟動內(nèi)皮細胞的基因（如runx1）指示它們轉(zhuǎn)化為造血干細胞。

研究人員使用了一系列手段表明擾亂神經(jīng)嵴細胞的正常遷移或者抑制它們與內(nèi)皮細胞的接觸可以阻止內(nèi)皮細胞轉(zhuǎn)化為造血干細胞。同時，斑馬魚的其它發(fā)育過程不受影響。

“此前研究人員推測形成造血干細胞的內(nèi)皮細胞周圍有其他細胞形成的微環(huán)境誘導(dǎo)，但是并不清楚這些細胞的種類和來源。”Damm說道，“我們的研究證明確實存在這么一個微環(huán)境，并且確定這些微環(huán)境是由神經(jīng)嵴細胞產(chǎn)生的。”

成年人骨髓中包含支持骨髓正常功能的微環(huán)境，其中具有軀干神經(jīng)嵴細胞來源的細胞。

這項發(fā)現(xiàn)也表明在發(fā)育過程中，軀干神經(jīng)嵴細胞使用了信號啟動造血干細胞的發(fā)生發(fā)育。研究人員估計腎上腺素和去甲腎上腺素是相應(yīng)的信號分子，但是還需要進一步研究確定涉及的蛋白或小分子。

原文出處：

Erich Damm et al. Pdgf signalling guides neural crest contribution to the haematopoietic stem cell specification niche, Nature Cell Biology (2017). nature.com/articles/doi:10.1038/ncb3508