《自然》子刊新研究揭示造血干細(xì)胞首次進(jìn)入骨髓的調(diào)控機(jī)制

造血干細(xì)胞（Hematopoietic Stem Cell, HSC）就像血液的“種子”，能夠通過增殖和分化產(chǎn)生幾乎所有類型的血液細(xì)胞。因此，在放、化療后進(jìn)行造血干細(xì)胞移植，已廣泛應(yīng)用于多種惡性血液疾病的治療。

在成年哺乳動物體內(nèi)，造血干細(xì)胞主要存在于骨髓中，其維持、靜息和增殖等行為受到骨髓微環(huán)境的調(diào)控。那么，這顆“種子”是如何在骨髓這片“土壤”扎根的呢？對于造血干細(xì)胞植入骨髓機(jī)制的研究，有助于提高造血干細(xì)胞移植效率。

近日，由德國馬普研究所、華南理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院和中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院等單位合作完成的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)：在造血干細(xì)胞發(fā)育過程中，動脈血管調(diào)控造血干細(xì)胞首次進(jìn)入胚胎期骨髓。研究成果發(fā)表在《自然》旗下的Nature Communications雜志上。

研究人員指出，對于成年動物造血干細(xì)胞和骨髓微環(huán)境的相互作用，已有較深入的研究，但胚胎期骨髓微環(huán)境如何調(diào)控造血干細(xì)胞的行為鮮為人知。因此，他們首先通過單細(xì)胞測序?qū)Τ赡昶诤团咛テ诘墓撬栉h(huán)境進(jìn)行了對比。分析發(fā)現(xiàn)，造血干細(xì)胞和骨髓微環(huán)境的細(xì)胞組成和分子相互作用方面在胚胎期與成年期差異巨大。例如，成年重要的微環(huán)境Lepr+細(xì)胞在胚胎期幾乎不存在，自然也不發(fā)揮微環(huán)境功能。

研究人員利用遺傳操作小鼠進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，與成年期不同，胚胎期骨神經(jīng)并不發(fā)揮造血干細(xì)胞微環(huán)境的作用。缺少骨神經(jīng)并不顯著影響骨髓中造血干/祖細(xì)胞（Hematopoietic Stem and Progenitor Cell, HSPC）的數(shù)量。

▲造血干細(xì)胞和骨髓微環(huán)境在胚胎期與成年期存在的巨大差異（圖片來源：參考資料[1]）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭示，骨動脈才是胚胎期關(guān)鍵的微環(huán)境細(xì)胞。在小鼠胚胎發(fā)育第16.5天，絕大多數(shù)造血干/祖細(xì)胞都位于動脈血管旁。此時(shí)的骨髓動脈可以釋放信號分子Wnt2，動脈來源的Wnt信號影響造血干/祖細(xì)胞的擴(kuò)增。

利用重組蛋白Wnt2在體外處理造血干/祖細(xì)胞，可以促進(jìn)造血干/祖細(xì)胞的增殖，增強(qiáng)造血干/祖細(xì)胞形成體外克隆的能力。這些結(jié)果表明，胚胎期特異的微環(huán)境因子Wnt2有提高移植早期效率的作用。

▲胚胎期造血干細(xì)胞聚集于動脈血管旁（圖片來源：參考資料[1]）

注：原文有刪減

參考資料：

[1] Yang Liu et al., (2022) A specialized bone marrow microenvironment for fetal haematopoiesis. Nature Communications. Doi: https://doi.org/10.1038/s41467-022-28775-x