研究出干細胞自我更新

威爾康奈爾醫(yī)學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胞中無限制地提供健康的血細胞。這一成就標志著任何研究小組*產生這種造血干細胞。

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(稱為血管內皮細胞)的細胞轉化為豐富的，功能齊全的HSC，這些HSC可以移植以產生終生的新血管供應。 ，健康的血細胞。該研究小組還發(fā)現(xiàn)，特殊類型的內皮細胞可以作為培養(yǎng)環(huán)境，稱為血管生態(tài)位細胞，并且他們編排了新轉化的HSCs的自我更新。這一發(fā)現(xiàn)可能解決再生和生殖醫(yī)學中的問題之一：干細胞如何不斷補充其供應?

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

“這令人興奮，因為它為我們提供了一條途徑，可以幫助我們治療遺傳和獲得性血液疾病的有用數量的正常干細胞，”共同資-深作者Joseph Scandura博士補充道，威爾康奈爾醫(yī)學銀骨髓增生腫瘤中心的醫(yī)學和科學主任。

造血干細胞(HSCs)是長效細胞，可成熟為所有類型的血細胞：白細胞，紅細胞和血小板。數十億的循環(huán)血細胞不能在體內存活很長時間，必須不斷補充。如果不發(fā)生這種情況，可能會出現(xiàn)嚴重的血液疾病，如貧血，出血或危及生命的感染。HSC的一個特殊屬性是它們還可以“自我更新”以形成更多的HSC。這個屬性只允許幾千個HSC生物試劑一個人一生中所有的血細胞。

研究人員一直希望找到一種方法來使身體產生健康的HSC，以治愈這些疾病。但這一點從未實現(xiàn)過，部分原因是科學家們無法設計出一個培育環(huán)境，在此環(huán)境中干細胞可以轉化為新的，持久的細胞 - 直到現(xiàn)在。

該研究小組在2014年的一項自然研究中表明，將成人血管內皮細胞轉化為造血細胞是可行的。然而，該團隊無法證明他們已經產生了真正的HSC，因為人類HSC的功能和再生潛力只能通過將細胞移植到小鼠中來近似，而小鼠并不真正模仿人類生物學。

為了解決這個問題，該團隊將他們的轉換方法應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潛力的確切證據進行嚴格測試。研究人員從易于接近的成年小鼠器官中分離出血管內皮細胞，并指示他們過量產生與血液干細胞功能相關的某些蛋白質。使這些重編程細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作為單個細胞移植到已經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)測它們是否會自我更新并產生健康的血細胞。

與Alwaleed Bin Talal Bin Abdulaziz Al-Saud計算生物醫(yī)學研究所副主任Olivier Elemento博士和基因組服務主任Jenny Xiang博士合作，Rafii博士及其團隊也表明重新編程HSC及其分化后代 - 包括白細胞和紅細胞以及免疫細胞 - 被賦予與正常成體干細胞相同的遺傳屬性。這些發(fā)現(xiàn)表明，重編程過程導致真正的HSC的產生，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，因為重新編程的細胞可以移植，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，因為重新編程的細胞可以移植，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，轉換過程產生了大量可移植的HSC，這些HSC在其壽命期間使小鼠的整個血液系統(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)學和生殖醫(yī)學講師Raphael Lis博士說道，他是威爾康奈爾醫(yī)學院的醫(yī)學和生殖醫(yī)學教授。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，因為重新編程的細胞可以移植，讓患者在骨髓移植后對抗感染，”Lis博士說。