比造血干细胞还牛的“前体”被发现！（附原文）

liyan

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3 v) ]" f" C! \( {比造血干细胞还牛的“前体”被发现！
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& ?- W- z2 ^) [( Z　　造血干细胞被医生形象的称为：人体中最能干的细胞。其强大的高度自我更新或自我复制以及可分化成所有类型的血细胞能力使其广泛应用于临床治疗多种血液系统疾病、代谢性疾病、先天缺陷性疾病及多发性转移性肿瘤疾病。
( @5 z( ^! N& n# X' r" D; H! G　　但近日，中国科学家发现了比造血干细胞还牛的“造血干细胞前体”，它是造血干细胞成型的前一阶段。
/ b/ e2 J% w! I) o2 y( W( _1 j　　高效捕获造血干细胞前体的军事医学科学院所属解放军307医院、蛋白质组学国家重点实验室刘兵课题组联合北京大学汤富酬课题组、中国医学科学院袁卫平课题组，还对分离的单个造血干细胞前体进行诱导，有30%以上的几率可诱导为成熟造血干细胞，后者可完全使致死剂量照射小鼠的血液系统再生！: f! b; X! k" d; a' W& L% I
　　5月19日凌晨，英国《自然》杂志以研究论文的形式在线发表这一重大发现。  d' L' o5 e) |" F: a8 g
　　今天，健康北京就专访到这两个课题组，让他们给咱们讲讲这个意义重大的科学发现！. U8 [! T. C& r. B9 S1 X* o9 ]7 D
　　什么是造血干细胞？; W  Z4 ?- j1 X% i5 ~
　　通俗地讲，造血干细胞是指尚未发育成熟的细胞，是所有造血细胞和免疫细胞的起源。它有两个重要特征：其一，高度的自我更新或自我复制能力；其二，可分化成所有类型的血细胞。' x  c# A6 A9 s+ a
　　造血干细胞采用不对称的分裂方式：由一个细胞分裂为两个细胞。其中一个仍然保持干细胞的所有生物特性，从而保持身体内干细胞数量相对稳定，这就是干细胞的自我更新能力。而另一个则增殖分化为各类血细胞、“幼体”细胞和成熟血细胞，释放到外周血中，执行各自任务，直至衰老死亡，这一过程是循环往复地进行着。
9 [* N5 Q$ T7 P5 g8 X　　造血干细胞移植广泛应用于临床治疗多种血液系统疾病、代谢性疾病、先天缺陷性疾病及多发性转移性肿瘤疾病，具有极好的疗效。7 m% T" K% n9 h( g8 `# g  E! M% Y2 D
　　造血干细胞从哪儿来？
3 C  |8 S* O) k& s0 N5 }) ?　　军事医学科学院院长张士涛介绍说，此前，科学家通过研究证实，造血干细胞主要产生于胚胎时期的血管内皮细胞，并经历了两个阶段的“前体”中间状态，最终发育成熟。这一系列过程就像毛毛虫的“蛹化成蝶”。7 S; b7 y1 D! p; C# H
　　在科学家的眼中，“前体”阶段是体外造血干细胞再生的关键节点，最具有深入挖掘的价值和研究意义。# [& o3 o# I' ^
　　
& P* n; s6 J# e$ ]　　然而，造血干细胞发生具有时间窗短、数量稀少、缺乏特异性表面标志的特点，从而使得它的起源研究变得异常困难。造血干细胞前体在胚胎发育时期的数量更是极其稀少，以小鼠为研究模型，每个胚胎的主动脉区域存在着数十万个细胞，而其中真正的前体不足10个。因此，想要精确识别并分离目标细胞，犹如大海捞针。
/ @+ @) _1 y( f+ }　　为何要聚焦造血干细胞的发育过程？
2 c! S8 u  c# y' T　　成人体内含有数量非常少的造血干细胞，婴儿脐带血内的含量较高，但一个婴儿的量对治疗成人来说往往是不够的。长期以来，临床造血干细胞供不应求，使得很多患者失去治愈疾病及生存的机会。+ T, k7 M4 ]) r3 C
　　而且不同来源的造血干细胞移植经常伴随着风险较大的免疫排斥反应，比如我们经常会看到，有些需要进行造血干细胞移植的患者，因为没有找到合适的造血干细胞捐献者，不得不措施最佳治疗机会。还有些患者即便找到了匹配的捐献者，但因为双方配型并不是完全相合，经常在移植后发生严重的免疫排斥反应，甚至能造成患者死亡。
5 l* p! G* |; @7 k; C7 s) t　　如何获得源源不断的造血干细胞，是很多血液科大夫的梦想。但是，30年来始终没有人成功。“究其原因，主要是对于造血干细胞从哪里来，如何转变以及如何发育成熟，如何保持稳定的数量这一发育过程是缺乏系统性的科学认识。”解放军307医院307医院肿瘤学研究室主任刘兵说。
% E: {$ E5 E+ R) r: z　　中国科学院院士、“造血干细胞之父”吴祖泽指出，白血病、再生障碍性贫血等疾病，都跟造血干细胞的变异有关。如果能对造血干细胞的发育全过程有深入了解，就有可能在更早期来探索变异的阶段，发现疾病的发生、发展，并进行诊断和早期治疗，总体上提高对白血病、再生障碍性贫血等疾病的治疗水平。
8 C. e% H% A9 [* D  O　　而充分了解造血干细胞前体的增殖能力，就有可能在体外培养它们，由它们生成我们所需要的成熟的血细胞。这就像建造了一个工厂，大量在体外生成成熟血细胞，这时候就不需要献血了，可以通过细胞工程的技术，来满足临床对血细胞的需要。“这3个团队在这方面做出了重要的基础研究。”
6 r) R8 t* V) W8 G　　成果：捕获造血干细胞前体& Q, l0 v0 d9 Z& V9 B
　　刘兵课题组此次研究成果之所以令人振奋，是因为他们最终发现了一个全新标记分子，成功实现了单个造血干细胞前体的分离及体内功能验证。实验结果表明，他们分离的单个造血干细胞前体，有30%以上的几率可诱导为成熟造血干细胞，后者可完全使致死剂量照射小鼠的血液系统再生。
) D$ d( @6 }. g1 f7 V; f3 ^　　为挖掘干细胞发育过程的分子调控机制，刘兵课题组还通过与北京大学汤富酬课题组合作，从单个细胞水平，揭示了整个造血干细胞发育连续阶段的单细胞转录表达谱。他们从中发掘出富集前体的新标志，以及造血干细胞特化的信号通路、转录因子调控网络、发育过程中细胞增殖特征等。4 w+ C/ G1 L0 |3 A
　　此后，刘兵课题组与中国医学科学院袁卫平课题组合作，发掘出特异性调控造血干细胞发生的信号通路。最后，通过组间比对，挖掘出极有价值的造血干细胞前体的“特征基因”。这些基因不仅对于识别造血干细胞的特化过程，而且对于指导体外再生，都具有非常重要的指导意义。
# z' M, q% w1 M/ ~" |　　军事医学科学院政委殷志红打了个恰当的比喻来诠释上述成果的意义：
! I7 i  _3 ^/ h, h; h. t　　早期胚胎里的细胞如同是一个国家的幼儿，数量有几十万个之多，科学家怀疑其中某个“幼儿”将来能够演变成“一代名医”，但没有任何依据。现在，刘兵课题组通过联合攻关，不仅准确找到了标志物，而且搞清楚到底是几个“幼儿”，它们在生物学上的独特之处是什么，为什么有这种本领，从而让普通的细胞“幼儿”也有可能成为“一代名医”，去救治更多的疾病患者。因此，这项成果是真正具有里程碑意义的重大突破。
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2 a3 ?9 @4 n: x" S% O: L11楼原文 感谢cyperus 提供

lgfffancy

我想知道多少造血干细胞前体的量能够让造血系统恢复

gjs

比较有意义的发现。

liyan

回复 lgfffancy 的帖子" J4 s6 J" D7 v4 [
3 d2 K! X5 p$ b: h" t/ S% }
文章中说，分离得到的造血干细胞前体细胞，单细胞诱导移植成功率为30%以上，三细胞的诱导移植成功率为80%以上。

liyan

回复 liyan 的帖子6 X  i- r9 O% U; f" ?: a
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Tracing haematopoietic stem cell formation at single-cell resolution  Z+ y9 l* B8 d+ g1 C
Nature (2016) doi:10.1038/nature17997

Future

“前体” 的体外培养条件呢？

lgfffancy

回复 liyan 的帖子  C% o) r$ V4 F# r2 a
7 ?. o, n% T! E! p+ B/ e: O
谢谢你的回答，我之前看到了你说的内容。我的问题是是造血系统再生需要多少的前体细胞？

zb_ming

搞科研的，建议标题还是实在、低调一些好，最好不要学当今社会媒体那样噱头成风，标题党。

zb_ming

而且，你这概念就有问题。造血干细胞本身就是干细胞，具有干性，按照概念来讲，前体细胞只是分化为成熟细胞的前一阶段 较幼稚的状态，具有一定的干性，其细胞系分化方向已经明确。照理讲，干细胞比前体细胞更具有多能性，为多系细胞方向分化。

abgg

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8 C) t0 s% s" a9 M一般认为是至少几千个前体细胞。欢迎讨论。