我科學家高效捕獲 稀有造血幹細胞前體 - 經濟日報多媒體數字報刊

本報訊 記者曹紅豔近日從軍事醫學科學院獲悉：該院所屬解放軍307醫院、蛋白質組學國家重點實驗室劉兵課題組聯合北京大學湯富酬課題組、中國醫學科學院袁衛平課題組，高效捕獲稀有的造血幹細胞前體，從而在單細胞功能及分子層面解開其發育過程的神秘面紗，揭示其「廬山真面目」，不僅極大地推動了該領域的研究進展，而且提供了大量珍貴的原始數據。這些數據的挖掘，有望為造血幹細胞體外再生提供重要的理論基礎和科學認識。5月19日凌晨，英國《自然》雜誌以研究論文的形式在線發表了這一重大發現。

造血幹細胞發生具有時間窗短、數量稀少、缺乏特異性表面標誌的特點而使得它的起源研究變得異常困難，體外再生更是一個極其複雜而又精密調控的過程，儘管科學家歷經30年的努力和嘗試，至今仍沒有獲得成功。究其原因，主要是對於造血幹細胞從哪裡來，如何轉變以及如何發育成熟，如何保持穩定的數量這一發育過程的基本規律和調控機制缺乏系統性的科學認識。

此前，科學家通過研究證實，造血幹細胞主要產生於胚胎時期的血管內皮細胞，並經歷了兩個階段的「前體」中間狀態，最終發育成熟。這一系列過程，完全實現了「蛹化成蝶」的命運蛻變，是一個質的飛躍。因此，「前體」階段是體外造血幹細胞再生的關鍵節點，最具有深入挖掘的價值和研究意義。然而，造血幹細胞前體在胚胎發育時期數量極其稀少，以小鼠為研究模型，每個胚胎的主動脈區域存在著數十萬個細胞，而其中真正的前體不足10個。因此，想要精確識別並分離目標細胞，猶如大海撈針。

劉兵課題組長期在「造血幹細胞發育及再生領域」深入調研，積極探索。最終，他們發現了一個全新標記分子，然後利用高超的單細胞流式分選技術，結合國內首建的關鍵技術平臺，成功實現了單個造血幹細胞前體的分離及體內功能驗證。實驗結果表明，他們分離的單個前體30%以上可誘導為成熟造血幹細胞，後者可完全使致死劑量照射小鼠的血液系統再生。

記者了解到，為挖掘幹細胞發育過程的「金礦」——分子調控機制，劉兵課題組通過與北京大學湯富酬課題組合作，從單個細胞水平揭示了整個造血幹細胞發育連續階段的單細胞轉錄表達譜。他們從中發掘出富集前體的新標誌，以及造血幹細胞特化的信號通路、轉錄因子調控網絡、發育過程中細胞增殖特徵等。此後，劉兵課題組與中國醫學科學院袁衛平課題組合作，利用條件敲除技術發掘出特異性調控造血幹細胞發生的信號通路。最後，通過組間比對，他們發現極有價值的造血幹細胞前體的「特徵基因」。這些基因不僅對於識別造血幹細胞的特化過程，而且對於指導體外再生，都具有非常重要的指導意義。