Nature:揭示炎症或感染期间M-CSF决定造血干细胞命运（附原文）

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$ k3 j  v+ ^* j) BNature:揭示炎症或感染期间M-CSF决定造血干细胞命运
- s5 G& n8 |8 ?时间：2013-04-11 17:25:07 来源：生物无忧 作者：davidtower
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     在一项新的研究中,来自法国国家健康与医学研究院(INSERM)、法国国家科研中心(CNRS)、艾克斯马赛大学(Aix-Marseille Université)、德国国家分子医学中心(Max Delbrück Centre for Molecular Medicine, MDC)、澳大利亚沃尔特与伊丽莎霍尔医学研究所(Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research)、美国艾伯特-爱因斯坦医学院和富鲁达公司(Fluidigm Corporation)的研究人员揭示出造血干细胞的一个令人意想不到的作用：它们不仅确保我们的血细胞持续自我更新,而且在紧急情况下,它们能够产生急需的白细胞以便有助于宿主身体抵抗炎症或感染.这一作用可能能够被用来保护接受骨髓移植来重建免疫系统的病人免受感染.相关研究结果于2013年4月10日在线发表在Nature期刊上,论文标题为"M-CSF instructs myeloid lineage fate in single haematopoietic stem cells".论文通信作者为艾克斯马赛大学马赛吕米尼免疫学中心Michael Sieweke教授.: Z7 Q  K2 d% L. p9 N
       我们体内的血细胞喂养、清理和保卫着我们的组织,但是它们的寿命是有限的.在我们体内,红细胞的预期寿命很少超过3个月,血小板在10天后就死亡,而绝大多数白细胞只能存活几天.因此,人体的造血干细胞必需及时地产生血细胞来替换它们.这些干细胞位于骨髓---诸如胸腔、脊柱、骨盆和肩部之类的长骨(long bone)中央的软组织---核心,每天产生数十亿个新的血细胞,并将它们释放到血液中.为了完成这个战略性的任务,它们必须不仅能够增殖,也能够分化,即能够产生特化的细胞：红细胞、白细胞和血小板.* s8 p) o& C8 \
       多年来,科学家们一直对造血干细胞中这种分化过程是如何触发的感兴趣.Michael Sieweke和他的研究团队之前发现造血干细胞并不是随机地分化的,相反是在内在因子和环境信号的影响下决定着它们的命运.
3 Y: \  H0 y0 |& ^$ X; `+ p; E       一个重要的问题就是造血干细胞如何成功地对紧急情况作出合适的反应？比如,它们能够在感染期间通过产生吞噬微生物的诸如巨噬细胞之类的白细胞来满足需求吗？& z7 {* _" w5 i$ ~
       在此之前,这个问题的答案就是：造血干细胞不能够破译这些信息,因而愿意进行随机性的分化.在这项新的研究中,Michael Sieweke研究团队证实造血干细胞远非不对这些信号敏感,相反它们能够感知这些信号,并且相应地针对它们所面临的危险产生最适合的血细胞.
) V* L+ g+ }* w3 a4 a3 |       研究人员发现在感染或炎症期间,身体大量地产生的一种生物分子决定着造血干细胞的命运.也正因为这种被称作巨噬细胞集落刺激因子(Macrophage Colony-Stimulating Factor, M-CSF)的分子,作为髓系细胞基因开关(myeloid cell switch) 的基因PU.1被激活,造血干细胞快速地产生最适合于实际情况的细胞,如巨噬细胞.
3 O' p. N" G, }8 j9 e6 x# l1 }* |, j       Michael Sieweke说,"鉴于我们鉴定出这种分子,我们在未来就可能能够在面临着急性感染的病人体内加快产生这些细胞.在全世界,每年有5万名病人在刚接受骨髓移植后完全不能抵御感染.多亏M-CSF,我们可能能够刺激造血干细胞产生有用的细胞,同时避免它们产生不经意间攻击这些病人身体的那些细胞.这样,它们就能够抵抗感染,同时让病人的免疫系统得以重建."& W7 H: S' V+ w  s
       在这项研究中,为了获得以上结论,研究人员不得不测量每个造血干细胞的状态变化.这是个双重挑战：造血干细胞不仅非常稀少(在一只小鼠的骨髓中,它们的数量仅占1/10000),而且它们很难与它们的后代细胞相区分.
4 r  m4 t! |; s; }2 s       论文第一作者Noushine Mossadegh-Keller说,"为了区分造血干细胞,我们使用一种荧光标记物(即绿色荧光蛋白)来指示作为髓系细胞开关的基因PU.1的开关状态.首先在小鼠体内,然后在显微镜下对加快的造血干细胞分化进行成像,我们都证实这些干细胞在对M-CSF作出反应后几乎马上加速分化.绝对确定的是,我们逐个细胞地进行监测,并证实在所有发出绿色荧光的造血干细胞中,这些髓系细胞开关都被激活：一旦这些干细胞感知这些危险信息,它们就改变身份."5 ]8 B( _8 B$ C8 X8 p
原始论文:
: _7 L+ P- F0 k! p2 D) {    M-CSF instructs myeloid lineage fate in single haematopoietic stem cells, Nature, DOI:10.1038/nature12026
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, N- K0 T7 R8 G& H3楼原文 感谢damaoshu 提供