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《自然》杂志:人类首次在实验室中诱导出功能性造血干细胞

导读: 研究人员发现了一种直接将转化血管壁内皮细胞转化为造血干细胞,进而有望获得足够一生使用的健康血细胞的创新方法。

最近,康奈尔大学威尔医学院(Weill Cornell Medicine)研究人员发现了一种直接将转化血管壁内皮细胞转化为造血干细胞,进而有望获得足够一生使用的健康血细胞的创新方法。这一发表于《自然》杂志的成果,代表着人类第一次在实验室中制造出造血干细胞。

“这是一个改变游戏规则的突破,不仅使我们离血液疾病的治愈更近一步,而且揭示了干细胞自我更新背后复杂的生物学机理,”文章通讯作者Shahin Rafii教授说道。

《自然》杂志:人类首次在实验室中诱导出功能性造血干细胞

文章通讯作者Shahin Rafii教授(图片来源:康奈尔大学)

“这是非常令人激动的结果,因为它为我们提供了一种产生数量上足以进行临床移植的正常干细胞的途径,有助于我们最终治愈遗传性或获得性血液疾病,”另一位文章作者Joseph Scandura教授说道。

研究人员发现,这些血管内皮细胞本身创造了培育造血干细胞的微环境,可称之为血管龛细胞(vascular niche cell)。他们将Fosb、Gfi1、Runx1和Spi1四种转录因子的基因导入成年小鼠的血管内皮细胞中使其表达,并加以血管内皮细胞的旁分泌因子,便可使其转化为具有自我更新能力的造血干细胞。此外,对TGFβ和CXCR7的抑制,以及对BMP和CXCR4信号通路的激活,都能够促进该过程。

具体来说,血管内皮细胞转化为三个阶段。从外源基因导入开始后的0-8天为诱导期,此期间血管内皮细胞会开始表达造血干细胞的关键转录因子Runx1。在之后的8-20天的分化期,上述造血干细胞转化成了造血干细胞,其维持已无需Fosb、Gfi1、Runx1和Spi1的表达。在细胞命运决定后的20-28天是扩增期,这时新生成的造血干细胞大量自我增殖,具有与正常成年造血干细胞类似的转录组和长期自我更新能力。

《自然》杂志:人类首次在实验室中诱导出功能性造血干细胞

从血管内皮细胞(灰)转化成的造血干细胞(绿)(图片来源:《自然》)

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