生物通報(bào)道：最近，由加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）Eli and Edythe Broad再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞研究中心成員Hanna Mikkola博士帶領(lǐng)的一個科學(xué)家小組，發(fā)現(xiàn)了一個蛋白質(zhì)，可能對于人類發(fā)育過程中造血干細(xì)胞的自我復(fù)制不可或缺。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在最近的《Cell Stem Cell》雜志。

這一發(fā)現(xiàn)為研究人員在實(shí)驗(yàn)室中制備更接近于自然環(huán)境中發(fā)育的造血干細(xì)胞，奠定了基礎(chǔ)。這項(xiàng)研究使我們能夠制備患者特異性的造血干細(xì)胞用于移植，可能會為血液相關(guān)疾病和癌癥帶來改進(jìn)的療法。

長期以來，研究人員一直都想將細(xì)胞療法更加廣泛地用于血液和免疫疾病，但是受到了挫折，因?yàn)槲覀儫o法在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)物中產(chǎn)生和擴(kuò)增人造血干細(xì)胞（HSCs）。他們試圖利用多能干細(xì)胞（PSCs，能夠轉(zhuǎn)變成人體中的幾乎任何一種細(xì)胞），來克服這一障礙。HSCs是造血細(xì)胞，充當(dāng)PSCs和血液系統(tǒng)完全分化細(xì)胞之間的關(guān)鍵聯(lián)系。HSCs自我更新（復(fù)制自我）和分化為所有血細(xì)胞類型的能力，部分是由干細(xì)胞所來源的環(huán)境決定，稱為小生境（niche）。

在為期5年的研究中，Mikkola、Sacha Prashad和Vincenzo Calvanese博士研究了一個HSC表面蛋白，稱為GPI-80。他們發(fā)現(xiàn)，該蛋白是由一個特定的人類胎兒造血細(xì)胞亞群產(chǎn)生的，這類細(xì)胞是能夠自我更新和分化為各種血細(xì)胞類型的唯一細(xì)胞群。他們還發(fā)現(xiàn)，這一造血干細(xì)胞亞群是能夠永久融入受體小鼠血液系統(tǒng)并蓬勃生長的唯一細(xì)胞群。

Mikkola及其同事還發(fā)現(xiàn)，GPI-80可在人HSC發(fā)育和遷移的多個階段識別HSCs。這些階段包括胎兒發(fā)育的早期妊娠期，此時(shí)新生成的人類造血干細(xì)胞可以發(fā)現(xiàn)于胎盤中，和第二個中期妊娠期，此時(shí)HSCs在胎兒肝臟和胎兒骨髓中積極復(fù)制。

UCLA分子、細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)副教授、Jonsson綜合癌癥中心成員Mikkola指出：“我們發(fā)現(xiàn)，無論我們研究的HSC小生境是什么樣，我們都可以把GPI-80當(dāng)作發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞的最好決定因素，因?yàn)樗�在產(chǎn)生并聚集在不同的造血組織中。此外，GPI-80缺失，可引起干細(xì)胞分化為成熟的血細(xì)胞，而非HSCs。這本質(zhì)上告訴我們，GPI-80肯定參與了HSCs生產(chǎn)。我們現(xiàn)在有一個非常獨(dú)特的標(biāo)記，來探討人類造血細(xì)胞是如何發(fā)育、遷移和起作用的。”

Mikkola的研究小組，正在根據(jù)GPI-80標(biāo)記探索人類HSC發(fā)育和PSC分化的不同階段，并比較血液干細(xì)胞如何在培養(yǎng)基（體外）中產(chǎn)生和自然環(huán)境產(chǎn)生（體內(nèi)）。這為科學(xué)家把PSCs重定向?yàn)榛颊咛禺愋訦SCs、移植入患者體內(nèi)而無需找到合適供體，鋪平了道路。

Mikkola表示：“現(xiàn)在，我們可以把GPI-80作為一種標(biāo)記，來分離不同發(fā)育階段的人類造血干細(xì)胞，這可以作為一種指南，來確定和克服體外人HSCs的制備障礙，而體外制備從來未曾成功過。現(xiàn)在我們可以更好地了解缺失的分子元素（體外衍生細(xì)胞沒有），這對于滿足患者移植的功能和安全標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。”

（生物通：王英）

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生物通推薦原文摘要：
GPI-80 Defines Self-Renewal Ability in Hematopoietic Stem Cells during Human Development
Summary: Advances in pluripotent stem cell and reprogramming technologies have given us the hope of generating hematopoietic stem cells (HSCs) in culture. To succeed, greater understanding of the self-renewing HSC during human development is required. We discovered that the glycophosphatidylinositol-anchored surface protein GPI-80 defines a subpopulation of human fetal liver hematopoietic stem/progenitor cells (HSPCs) with self-renewal ability. CD34+CD38lo/−CD90+GPI-80+ HSPCs were the sole population that maintained proliferative potential and an undifferentiated state in stroma coculture and engrafted in immunodeficient mice. GPI-80 expression also enabled tracking of HSPCs once they emerged from endothelium and migrated between human fetal hematopoietic niches. GPI-80 colocalized on the surface of HSPCs with Integrin alpha-M (ITGAM), which in leukocytes cooperates with GPI-80 to support migration. Knockdown of GPI-80 or ITGAM was sufficient to compromise HSPC expansion in culture and engraftment in vivo. These findings indicate that human fetal HSCs employ mechanisms used in leukocyte adhesion and migration to mediate HSC self-renewal.