最新发现干细胞增产新方法

　　

生物通报道：来自纽约西纳山医学院（Mount Sinai School of Medicine）医学系，基因与细胞医学系，以及Black Family干细胞研究院的研究人员发现人体干细胞具有生理节奏循环：夜晚骨髓到血液系统中的干细胞浓度比白昼高，这说明医院操作过程中一个小小的变动就能极大的提高治疗干细胞的产量。这一研究成果公布在近期公布（10月9日）的《Cell Stem Cell》杂志上。

领导这一研究的是西纳山医学院的Paul Frenette博士，他主要从事血液干细胞方面的研究，曾发现交感神经系统在诱导血液干细胞进入血液方面扮演了关键角色，这说明了维持和移动干细胞的复杂机制，以及神经，骨骼和造血系统之间的关联。

对于近期这一研究成果，他表示，“如果能调整现在的临床操作，就可以利用（这一研究）的优势，收集癌症病人所需要的干细胞。”

这项研究是在今年二月在《Nature》杂志的研究基础上获得的，在那篇文章中，Frenette研究小组发现造血干细胞HSCs在白昼时候——小鼠的休息时间——会离开小鼠骨髓的小环境，在折光嘎血液系统中循环，骨髓中基质细胞（stromal cells）表达一个称为CXCL12的细胞因子，指导这些干细胞的运动：CXCL12降低，HSCs就“缩回”去，当CXCL12增加时，干细胞就“出来”了。

HSCs通常被用于补充癌症病人在治疗中失去的干细胞，为了确定是否这些发现具有临床意义，Frenette研究小组在之前研究的基础上，比较了两个不同时间点上HSC的富集情况，一个在上午8点，一个在下午8点，从而发现了其中极大的差异：晚上收集到的多很多。

在实验操作中，在进行癌症治疗后的病人用自身HSCs治疗，首先要施用一种药：G-CSF，诱导干细胞进入血液，然后血浆置换（plasmapharesis）收集这些细胞。Frenette研究小组希望了解“当施用药物的时候，是否依然存在这些生理循环？”，因此研究人员进行了比较，下午12:30之前进行治疗和下午3:30之前进行治疗的癌症病人的干细胞数量，结果他们发现即使是很短的一段时间也会造成差异，时间较晚收集到的干细胞越多。
Frenette表示，目前临床中收集干细胞都是在早上，如果把这一过程移至下午或者晚上，将可以帮助病人减少血浆置换，现在还不清楚为什么干细胞会在病人休息的时候离开干细胞小环境，不过Frenette认为，“也许具有一些修复和再生的功能”，但他也表示这些关联很难证明。
（生物通：张迪）

原文摘要：
Mobilized Hematopoietic Stem Cell Yield Depends on Species-Specific Circadian Timing

Endogenous rhythmicity likely evolved as a mechanism allowing organisms to anticipate predictable daily changes in the environment (Rutter et al., 2002). Under homeostasis, murine hematopoietic stem cell (HSC) egress is orchestrated by rhythmic β3 adrenergic signals delivered by the sympathetic nervous system (SNS) that regulate Cxcl12 expression in stromal cells (Mendez-Ferrer et al., 2008). Here, we show that CXCR4 is also regulated under circadian control whose rhythm is synchronized with its ligand, CXCL12, to optimize HSC trafficking. These circadian oscillations are inverted in humans compared to the mouse and continue to influence the yield even when stem cell mobilization is enforced. Our results suggest that the human HSC yield for clinical transplantation might be significantly greater if patients were harvested during the evening compared to the morning.