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Stem Cell Rep:研究揭示红细胞和白细胞的来源

来源:本站原创 2019-04-28 10:42

2019年4月28日讯 /生物谷BIOON /——一个健康的成年人每秒产生大约200万个血细胞,其中99%是携带氧气的红细胞,另外1%是血小板和免疫系统中的各种白细胞。关于所有不同种类的成熟血细胞是如何从骨髓中同一种“造血”干细胞中提分化出来的这个问题一直是研究的重点,但大多数研究都集中在1%的免疫细胞上。

“这有点奇怪,但因为红细胞无细胞核,因此很难通过遗传标记跟踪,因此过去的几十年里放入研究已或多或少地忽略了红细胞的产生。“Camilla Forsberg说道,她是加州大学圣克鲁兹分校杰克巴斯金工程学院(Baskin School of Engineering at UC Santa Cruz)生物分子工程教授在。在今日发表在《Stem Cell Reports》上的一项新研究中,Forsberg的实验室克服了技术上的障碍,对造血干细胞产生的血细胞进行了全面的统计。他们的发现对于理解诸如贫血、免疫系统疾病以及血癌(如白血病和淋巴瘤)等疾病具有重要意义。


图片来源:Stem Cell Reports

Forsberg说:“我们正试图了解血细胞和免疫细胞生产的平衡,这在许多疾病中都是失调的。”造血干细胞产生成熟血细胞的过程涉及到多个祖细胞群,这些祖细胞在发育成完全成熟的细胞时,会逐渐遵循特定的“命运”。道路上的一个主要岔路口在“淋巴祖细胞”和“髓祖细胞”之间,前者产生白细胞,后者产生其他种类的白细胞、红细胞和血小板。骨髓中的大多数细胞属于髓系。

这项新研究的一个关键发现是,所有具有骨髓潜能的祖细胞产生的红细胞都比任何其他类型的细胞多得多。这是令人惊讶的,因为许多以前的研究中,祖细胞在体外培养生长时,研究人员发现它们产生红细胞和血小板的能力有限。Forsberg说,这些结果现在看来是人工培养条件造成的。她说:“很多这样的实验很难理解,因为我们知道我们的身体需要制造大量的红细胞和血小板。我们的研究结果表明,这些祖细胞保留了大量的红细胞潜能。事实上,我们认为红细胞生成是默认的途径。” 

在第一作者、Forsberg实验室的研究生Scott Boyer领导的实验中,研究人员将不同的祖细胞群移植到小鼠体内,追踪红细胞、血小板(血液的第二大成分)和免疫细胞的产生。Boyer还能够移植单个祖细胞,然后识别其产生的血液和免疫细胞。通过对从移植的祖细胞中产生的成熟血细胞数量进行量化,研究人员能够证明,除了淋巴祖细胞外,红细胞是迄今为止所有祖细胞中所产生的最丰富的细胞类型。

他们的发现导致了造血分化模型的发展,该模型将红细胞作为所有骨髓祖细胞的默认通路。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

Scott W. Boyer et al, Clonal and Quantitative In Vivo Assessment of Hematopoietic Stem Cell Differentiation Reveals Strong Erythroid Potential of Multipotent Cells, Stem Cell Reports (2019). DOI: 10.1016/j.stemcr.2019.02.007

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