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美國加州大學(xué)洛杉磯分校科學(xué)家創(chuàng)建了首份“路線圖”，使跟蹤人類胚胎中造血干細(xì)胞發(fā)育的每一步成為可能，為科學(xué)家提供了在實驗室生產(chǎn)全功能造血干細(xì)胞的藍(lán)圖。13日發(fā)表在《自然》雜志上的這項研究或有助于擴(kuò)大白血病等血癌和鐮狀細(xì)胞病等遺傳性血液疾病的治療選擇。

造血干細(xì)胞具有無限復(fù)制自身的能力，并能分化為人體內(nèi)的每一種血細(xì)胞。幾十年來，醫(yī)生們一直使用捐獻(xiàn)者的骨髓和新生兒臍帶中的造血干細(xì)胞進(jìn)行造血和免疫系統(tǒng)重建的移植治療。然而，這些治療方法受到匹配供體短缺的限制，也受到臍帶血干細(xì)胞數(shù)量較少的阻礙。

研究人員試圖通過在實驗室中從人類多能干細(xì)胞中創(chuàng)造出造血干細(xì)胞來克服這些限制，這種干細(xì)胞會在體內(nèi)產(chǎn)生任何類型的細(xì)胞。但由于缺乏對造血干細(xì)胞的了解，這些嘗試一直難以成功。

正如外科醫(yī)生需要經(jīng)過不同的培訓(xùn)階段來學(xué)習(xí)如何進(jìn)行手術(shù)一樣，未成熟的血液干細(xì)胞必須通過體內(nèi)不同的位置來學(xué)習(xí)如何完成造血干細(xì)胞的工作。它們起源于生血內(nèi)皮細(xì)胞，并在其發(fā)育過程中通過不同的位置遷移，從主動脈開始，最終到達(dá)骨髓。

研究團(tuán)隊此次使用單細(xì)胞RNA測序和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)創(chuàng)建了造血干細(xì)胞發(fā)育的“路線圖”。這項新技術(shù)使科學(xué)家能夠識別數(shù)千個單個細(xì)胞的獨特遺傳網(wǎng)絡(luò)和功能，并揭示這些細(xì)胞在胚胎中的位置。

新“路線圖”使人們有可能跟蹤造血干細(xì)胞的成熟過程，并揭示這一過程中的一個關(guān)鍵節(jié)點，例如它們?nèi)绾卧诟闻K獲得對其功能維持具有重要作用的成分。它還將幫助研究人員了解造血干細(xì)胞和造血祖細(xì)胞之間的根本差異，這對于創(chuàng)造適合用于移植療法的細(xì)胞至關(guān)重要。

該研究團(tuán)隊還確定了血管壁中產(chǎn)生造血干細(xì)胞的確切前體。這一發(fā)現(xiàn)澄清了一個長期存在的爭議，即干細(xì)胞的細(xì)胞來源以及制造造血干細(xì)胞而非造血祖細(xì)胞所需的環(huán)境。

確定與人類造血干細(xì)胞發(fā)育的不同階段相關(guān)的特定分子特征后，科學(xué)家就可利用這一資源，了解他們距離在實驗室制造可移植的造血干細(xì)胞還有多遠(yuǎn)。

此外，該“路線圖”還可幫助科學(xué)家了解胚胎中發(fā)育的造血細(xì)胞是如何導(dǎo)致人類疾病的。例如，它為研究一些始于子宮的血癌為什么比發(fā)生在出生后的血癌更具侵襲性提供了基礎(chǔ)。

科學(xué)家創(chuàng)建首份“路線圖” 跟蹤人類胚胎中造血干細(xì)胞發(fā)育

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