生命體是一個(gè)非常復(fù)雜得動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，此刻這一秒已不是前一秒得樣子。因此，即使是那些最重要且經(jīng)過充分研究得部分，也可能會(huì)錯(cuò)過一些不可思議得細(xì)節(jié)。
例如，在形成哺乳動(dòng)物身體得過程中，滋養(yǎng)全身得血液于哪里？一直以來，生物學(xué)教科書告訴我們，血液起源于少數(shù)最終成為造血干細(xì)胞得細(xì)胞。
然而最近，一項(xiàng)突破性得發(fā)現(xiàn)顛覆了這一經(jīng)典理論。
2022年6月15日，發(fā)表在《Nature》上得一項(xiàng)新研究中，來自哈佛大學(xué)和波士頓兒童醫(yī)院得研究團(tuán)隊(duì)意外地發(fā)現(xiàn)血細(xì)胞并非來自一種母細(xì)胞，而是兩種：這群不是來自干細(xì)胞得祖細(xì)胞，會(huì)在胎兒時(shí)期到成年得過程中產(chǎn)生大部分血液，然后隨著年齡增長(zhǎng)逐漸減少。它們是被稱為胚胎多能祖細(xì)胞（eMPP）得細(xì)胞。看來，血細(xì)胞家族樹需要一個(gè)新得祖先分支了。
這一發(fā)現(xiàn)將為白血病和骨髓移植領(lǐng)域帶來重要得見解，還可以為改善人類免疫系統(tǒng)開辟新得途徑。
追蹤細(xì)胞得譜系歷史是回答生物學(xué)中各種基本問題得關(guān)鍵。多年來，哈佛大學(xué)干細(xì)胞與再生生物學(xué)系首席研究員Fernando Camargo領(lǐng)導(dǎo)得研究團(tuán)隊(duì)一直在開發(fā)一種類似細(xì)胞條形碼得策略。
使用CRISPR基因感謝技術(shù)，研究人員將一種獨(dú)特得遺傳密碼植入小鼠胚胎細(xì)胞，從而使所有來自條形碼細(xì)胞得細(xì)胞都攜帶相同得基因序列，這使科學(xué)家更容易觀察到小鼠從出生后到成年期體內(nèi)出現(xiàn)得所有不同類型得血細(xì)胞。
最早得造血細(xì)胞群在小鼠胚胎臍動(dòng)脈壁中產(chǎn)生。紅色細(xì)胞代表胚胎多能祖細(xì)胞
Camargo解釋說：“以前，研究人員沒有這些工具，所以觀察不到這群細(xì)胞。此外，干細(xì)胞產(chǎn)生所有血細(xì)胞得觀點(diǎn)在這一領(lǐng)域已根深蒂固，因此，沒有人會(huì)質(zhì)疑它。通過追蹤小鼠細(xì)胞隨時(shí)間推移發(fā)生得改變，我們觀察到新得生物學(xué)現(xiàn)象。”
憑借細(xì)胞條形碼策略，研究人員發(fā)現(xiàn)胚胎多能祖細(xì)胞實(shí)際上是比正常血液干細(xì)胞更豐富得淋巴細(xì)胞淋巴細(xì)胞在免疫反應(yīng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，包括B細(xì)胞和T細(xì)胞。
雖然造血干細(xì)胞也可以產(chǎn)生這些免疫細(xì)胞，但數(shù)量卻非常有限。它們往往會(huì)產(chǎn)生更多形成血液巨核細(xì)胞得祖細(xì)胞，這些是凝血所需得成分。
Camargo認(rèn)為，胚胎多能祖細(xì)胞得減少解釋了為什么隨著年齡得增長(zhǎng)，免疫系統(tǒng)也會(huì)隨之減弱。
他說：“我們現(xiàn)在正在試圖理解為什么這些細(xì)胞在中年時(shí)會(huì)逐漸消失。如果可以操縱它們，也許可以恢復(fù)免疫系統(tǒng)得活力。”
目前有兩種方式可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)：一種可以通過使用生長(zhǎng)因子或免疫信號(hào)分子來延長(zhǎng)胚胎多能祖細(xì)胞得壽命；另一種是使用基因療法來治療血液干細(xì)胞，以使它們更像胚胎多能祖細(xì)胞。
該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，他們這項(xiàng)突破性研究為血癌如何攻擊人體免疫系統(tǒng)帶來新得認(rèn)識(shí)。Camargo懷疑通常攻擊老年患者得髓性白血病可能起源于造血干細(xì)胞。同時(shí)，主要發(fā)生在兒童中得淋巴白血病可能起源于胚胎多能祖細(xì)胞。
該團(tuán)隊(duì)正在通過觀察突變對(duì)小鼠血液干細(xì)胞和胚胎多能祖細(xì)胞得影響，來了解導(dǎo)致白血病得突變后果。他們想確定這些不同得細(xì)胞所產(chǎn)生得白血病（骨髓性白血病還是淋巴白血病）是否相同。
Camargo說：“當(dāng)我們?cè)噲D對(duì)小鼠進(jìn)行骨髓移植時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)胚胎多能祖細(xì)胞移植得失敗率很高，通常只能持續(xù)幾周。如果我們可以添加一些基因來讓胚胎多能祖細(xì)胞保持長(zhǎng)期移植效果，它們可能成為更好得骨髓移植在年輕得骨髓供體中，胚胎多能祖細(xì)胞比造血干細(xì)胞更常見，并且能夠產(chǎn)生淋巴細(xì)胞，這可以更好地重建免疫系統(tǒng)，并減少移植后得感染并發(fā)癥。”
論文鏈接：
特別nature/articles/s41586-022-04804-z
