《Nature》新技术推翻了无人质疑的“常识”

我们血液的起源可能和我们想象的不太一样。发表在《Nature》杂志上的一项突破性研究利用小鼠的细胞条形码技术发现，血细胞不是来自一种母细胞，而是两种母细胞，这一发现可能会对理解血癌、改善骨髓移植以及增强衰老的免疫系统产生影响。

　　

   

   

小鼠胚胎的脐动脉壁中诞生的最早的造血细胞簇。红色的细胞代表胚胎多能祖细胞(eMPPs)。

资料来源:Sachin H. Patel/波士顿儿童医院

我们血液的起源可能和我们想象的不太一样。利用小鼠的细胞“条形码”，一项开创性的研究发现，血细胞不是来自一种母细胞，而是两种母细胞，这可能对血癌、骨髓移植和免疫学产生影响。波士顿儿童医院干细胞项目的Fernando Camargo博士领导了这项研究，研究结果发表在6月15日的《Nature》杂志上。

Camargo说:“从历史上看，人们一直认为，我们的大部分血液来自少数细胞，这些细胞最终成为血液干细胞，也被称为造血干细胞。”他也是哈佛干细胞研究所的成员，也是哈佛大学的教授。“我们惊讶地发现另一组祖细胞不是来自干细胞。它们在胎儿时期制造大部分血液，直到成年初期，然后才逐渐开始减少。”

研究人员现在正在继续研究，看看这些发现是否也适用于人类。如果是这样的话，这些被称为胚胎多能祖细胞(eMPPs)的细胞，可能会为增强老年人免疫系统的新疗法提供信息。它们还可能对血癌，尤其是儿童血癌有新的了解，并有助于使骨髓移植更有效。

细胞“条形码”

Camargo的团队应用了他们几年前开发的条形码技术。他们使用一种被称为转座酶或CRISPR基因编辑的酶，将独特的基因序列插入小鼠胚胎细胞中，这样一来，所有从它们进化而来的细胞也都携带这些序列。这使得研究小组能够追踪所有不同类型血细胞的出现，以及它们从哪里来，一直到成年。

“以前，人们没有这些工具，”Camargo说。此外，干细胞产生所有血细胞的观点在该领域已经深入人心，没有人试图质疑这一观点。通过跟踪小鼠随着时间的推移发生了什么，我们能够看到新的生物学。”

了解老化的免疫系统

通过条形码技术，研究人员发现，与血液干细胞相比，eMPPs是大多数对免疫反应重要的淋巴细胞(如B细胞和T细胞)的更丰富的来源。Camargo认为，他们观察到的eMPPs随着年龄的增长而减少，这可能解释了为什么人们的免疫力会随着年龄的增长而减弱。

Camargo说:“我们现在正在试图了解为什么这些细胞在中年时逐渐消失，这可能让我们可以操纵它们，以实现恢复免疫系统活力的目标。”

理论上，可能有两种方法:延长eMPP细胞的寿命，可能通过生长因子或免疫信号分子，或者用基因疗法或其他方法治疗血液干细胞，使它们更像eMPP细胞。

拆包血液癌症

Camargo也对更好地理解和治疗血癌的潜在影响感到兴奋。例如，以老年人为主的髓系白血病会影响粒细胞和单核细胞等髓系血细胞。Camargo认为这些白血病可能来源于血液干细胞，而儿童的白血病，主要是淋巴性白血病，可能来源于eMPPs。

他说:“我们正在通过观察突变对小鼠血液干细胞和eMPPs的影响，试图了解导致白血病的突变的后果。我们想看看这些不同的细胞来源产生的白血病是否不同——淋巴样或髓样。”

改善骨髓移植?

最后，认识到血液中有两种母细胞可能会给骨髓移植带来革命性的变化。

“当我们试图对小鼠进行骨髓移植时，我们发现eMPPs不能很好地移植;它们只持续了几个星期，”Camargo说。“如果我们可以添加一些基因，让eMPPs长期生长，它们可能会成为更好的骨髓移植来源。它们在年轻的骨髓捐赠者中比血液干细胞更常见，它们可以产生淋巴细胞，这可能会导致移植后更好的免疫系统重建和更少的感染并发症。”