再生医学的突破：体外扩增造血干祖细胞用于骨髓再生

《Nature Immunology》：Transcriptional activation of regenerative hematopoiesis via microenvironmental sensing

　　

造血干/祖细胞（HSPC）在活化和静息状态之间的转换受到细胞内在方式和微环境适应的严格控制。尽管这种平衡对终生造血和免疫至关重要，但其潜在的分子机制仍未明确。

以色列特拉维夫大学和美国威尔康奈尔医学院等机构的研究人员近日开发出一种创新方法，可以激活人类骨髓中的成体干细胞，使其能够在体外扩增，用于骨髓再生及建立新的血液和免疫系统。

这项突破性研究进展于2月25日发表在《Nature Immunology》杂志上。它有望大大提高那些接受过密集化疗、患有遗传性疾病或需要骨髓移植但无法获得足够数量干细胞的患者的移植成功率。

这项研究是由特拉维夫大学健康与医学科学学院的Tomer Itkin博士以及威尔康奈尔医学院医学系的Shahin Rafii博士共同领导。

通过对RNA测序和表观遗传DNA测序数据的综合多模态分析，研究人员发现一种关键蛋白质可以激活免疫和血液系统的干细胞，那就是Fli-1转录因子。脐带血中的这些干细胞处于活化状态，但成人骨髓供者中的干细胞则处于“休眠”或静息状态。

研究人员发现，Fli-1的活性在小鼠再生造血过程中至关重要。利用改良的mRNA技术，他们成功地“唤醒”了成体干细胞，使它们能够以可控的方式分裂，而不会产生癌症风险。

Fli-1指导活化程序，同时启动细胞感知和输出机制，让HSPC适应受刺激的血管生态位。激活的细胞在内皮细胞上扩增，内皮细胞模拟了骨髓环境中支持干细胞的血管，表现出在移植条件下恢复造血的能力增强。

Itkin博士表示：“这种新方法大大扩展了可用于移植的干细胞库，而无需依赖于罕见的骨髓供者。此外，该方法可用于治疗干细胞经过遗传校正的患者，比如地中海贫血和遗传性贫血患者，以及经历多轮化疗后干细胞数量不足以进行自体移植的患者。”

这项研究带给人们的启示是，通过分子编程激活干细胞，而不是随意进行细胞移植，能够大大提高再生治疗的成功率。

在下一阶段的研究中，研究人员计划在临床试验中测试这种方法，以便这项突破性的技术广泛用于治疗。此外，研究人员还计划将同样的治疗方法用于其他组织的再生，包括那些没有成体干细胞的组织，比如心脏。