来源:学术经纬

今日,最新一期《自然》杂志正式出版。我们很高兴地看到,来自中国科学院上海营养与健康研究院潘巍峻研究员团队的一项突破性工作,登上了本期《自然》杂志的封面。根据中科院的报道,这是人类首次看到造血干细胞的归巢全过程。

▲本研究登上了最新一期《自然》的封面(图片来源:《自然》)

这项研究为啥重要呢?这就要从造血干细胞的功能开始说起了。从某种意义上讲,造血干细胞就像是血液的“种子”。通过增殖与分化,造血干细胞能够产生红细胞、白细胞、血小板等各种血细胞。

但就像种子离不开土壤,造血干细胞也需要适合的微环境。这就需要这些造血干细胞迁移至适合它们工作的组织中,这一过程被形象地称为“归巢”。

▲潘巍峻研究员(右)与团队成员观察斑马鱼(图片来源:新华网)

尽管归巢现象对于造血干细胞的功能而言至关重要,但这一过程的时间和空间跨度极大,难以通过常规手段观察。

这正是潘巍峻研究员团队的突破所在。研究人员们将先进的活体成像技术与细胞标记追踪系统相结合,对斑马鱼造血干细胞向尾部造血组织(caudal hematopoietic tissue,类似于哺乳动物的胚胎肝脏)的归巢过程进行了高清分析。中科院的报道指出,该研究“宏观到微观,生动地呈现了造血干细胞从诞生到归巢的全过程”。

▲野生型斑马鱼(上图)的造血干细胞(红色)出现了明显的逗留现象(图片来源:《自然》)

▲放大后,造血干细胞的正常逗留现象(左)更为明显(图片来源:《自然》)

▲造血干细胞(红色)归巢的具体途径(图片来源:《自然》)

利用这套系统,科学家们发现造血干细胞在野生型斑马鱼的尾部造血组织中,有明显的逗留,平均时间约为30分钟。相反,在具有归巢缺陷的斑马鱼里,造血干细胞在尾部造血组织的逗留时间明显变短,平均约为4分钟。由于逗留时间过短,突变斑马鱼中,造血干细胞的功能也受到了影响。

有趣的是,在研究过程中,科学家们还发现了一类全新的微环境细胞。这种细胞属于巨噬细胞范畴,存在于归巢的“热点区域”附近。研究表明,这类细胞能够引导造血干细胞前往两类特定的血管结构,协助归巢过程。因此,这类细胞也被命名为“先导细胞”。

▲“先导细胞”(紫色)会让造血干细胞(红色)减速,从而逗留(图片来源:《自然》)

中科院的报道给这项研究极高的评价。报道指出,“该工作不仅回答了‘体内的造血干细胞归巢如何发生’这一世界造血干细胞研究领域的重大科学问题,而且发现了对造血干细胞归巢起关键引导作用的‘先导细胞’,为提高造血干细胞移植效率的转化研究提出了新理论,开创了新思路。”

值得一提的是,本研究最初在11月20日在线发表。今日能够登上《自然》杂志的封面,也是对其重要性的一大认可。我们期待未来能有更多中国学者取得突破,揭示更多大自然的奥秘!

网络编辑:小熊

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