干细胞发育机制

上海钰博生物科技有限公司

2016/05/24 16:20

来自于中国的优秀研究团队在顶级期刊《Nature》发表了一篇解析造血干细胞发育机制的最新学术成果，首次高效分离出造血干细胞前体，并从单细胞水平构建了造血干细胞从起源到发育成熟的持续分子机制。

　　这一杰出工作由中国人民解放军军事医学科学院所属307医院、蛋白质组学国家重点实验室刘兵课题组与北京大学汤富酬课题组、中国医学科学院袁卫平课题组合作完成。

　　作为血液系统中的成体干细胞，造血干细胞（HSC）具有长期自我更新、分化成多种成熟血细胞的潜能。它起源于胚胎前体，包括生血内皮细胞和造血干细胞前体（pre-HSCs）。目前，科学家对其发育背后的机理一直缺乏系统的认知，这无疑给造血干细胞基础研究、临床转化等工作带来了限制。此外，体外增殖造血干细胞或者从成体细胞诱导造血干细胞的研究一直没有进展，很大一部分原因与对造血干细胞发育机制不完全了解有关。

　　想要挖掘造血干细胞发育的机制，首先需要分离出造血干细胞前体。但是，这一特殊阶段的细胞数量有限，且缺乏分离需要的特异性细胞表面标记物。现在，刘兵团队结合多年的造血干细胞发育学研究体系，结合单细胞RNA测序技术，成功分离出高纯度的造血干细胞前体，首次从单细胞水平分析了造血干细胞生成、发育和成熟持续过程中的分子机制。

　　首先，研究团队筛选出特异的细胞表面标记物，利用纯熟的单细胞流程分选技术成功捕获到高纯度的造血干细胞前体。

　　随后，研究团队选取内皮细胞、造血干细胞前体（主动脉、生殖腺、中肾三个区域）、造血干细胞（胎儿肝脏）5类细胞为材料，模拟出造血干细胞发育、成熟的持续过程，并分别对各阶段进行单细胞RNA测序分析，以此构建造血干细胞发育过程中的单细胞转录组数据库。

　　同时，研究人员从信号通路、转录因子调控网络、代谢途径多多水平解析造血干细胞生成、发育、分化的机制。最终通过多组学数据挖掘，研究团队获得造血干细胞前体的核心分子特征。这一研究为造血干细胞起源及发育分子调控提供了宝贵数据，为解析体内造血干细胞发育、分化的复杂分子机制提供了体外试验依据，从而大大推进了造血干细胞体外扩增并达到临床应用的过程

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