《自然》：骨髓造血过程出人意料！中国科学家揭秘骨髓造血结构，原来不同血细胞会抱团，干细胞是“独行侠”

《自然》杂志发表了一项研究，科学家们通过荧光激活细胞分选技术（FACS），给机体的“造血工厂”骨髓来了次彻底的大分析。分析结果十分有趣，原来不同种类的血细胞群会在各自的“根据地”扎堆生长，干细胞却总是“独行侠”一个，强行凑对还会主动分开。

当遭遇感染、失血等应激状态，造血工厂也会很灵活地调整不同生产线输出功率，一旦警报解除就会回归正常状态。

这项研究的通讯作者是中国科学技术大学附属第一医院的吴清清和美国辛辛那提儿童医院的Daniel Lucas。

论文题图

研究骨髓中细胞功能的首选方法是流式细胞术和单细胞分析，这两种技术需要将细胞从组织中解离。虽然能够很好地完成细胞本身的研究，但这却导致忽略了骨髓本身的复杂解剖结构。

在本项研究中，研究者们选择通过荧光标记细胞表面标记物来确定细胞身份，从而实现原位分析。为此，研究者们对已知的247个血细胞相关表面标记物进行了筛选，最终找到了35个符合研究需求的标记物。

最终确定的细胞身份识别方案

有趣的发现是，骨髓中的干细胞，竟然都是独行侠。

对2个月大的小鼠胸骨成像显示，所有干细胞都以单个细胞的形式存在，距离最近的干细胞距离也超过了100μm（大于10个细胞直径）。

研究者尝试向骨髓中扎堆移植多个干细胞，但移植24小时后，它们就分道扬镳找不到踪影了。

造血干细胞会主动彼此分离

造血干细胞的后代们，则在特定的、不重叠的区域扎堆生产，且不同细胞群的生产位点数量还相对很稳定。

骨髓中不同血细胞群在不同位置生产

应对不同的应激状态，骨髓也有不同的反应。

研究者选择了细菌感染、失血过多和G-CSF治疗作为急性压力源，衰老导致的造血减少作为慢性压力源，分析了不同状态下骨髓的反应。

比如说放血后，骨髓中红细胞生产线会增加，淋巴细胞生产线有所减少。

放血后血细胞群生产位点数量的变化

在细菌感染后，红细胞和淋巴细胞生产减少，树突状细胞位点和中性粒细胞位点生产增加。

感染后血细胞群生产位点数量的变化

有趣的是，不同位置的骨骼对压力的响应也是不同的。比如放血后小鼠胸骨、胫骨、椎骨和肱骨的红细胞生产增加了，但颅骨就没有相应的变化。

这说明应对不同情况，骨髓也存在着部位的特异性，这或许可以被我们用于治疗或预防特定的疾病，很值得深究。