《Nature》雜志高度評(píng)價(jià)了這兩項(xiàng)研究對(duì)自體干細(xì)胞臨床治療和血液疾病根源基礎(chǔ)研究的重要意義，它們?yōu)榘籽『推渌枰撬枰浦矃s無(wú)法找到合適捐贈(zèng)者的血液疾病患者們點(diǎn)亮了一盞明燈。
一篇文章來(lái)自干細(xì)胞生物學(xué)家哈佛醫(yī)學(xué)院院長(zhǎng)、波士頓兒童醫(yī)院的George Daley的實(shí)驗(yàn)室，他們體外誘導(dǎo)出了“極為接近”的人類造血干細(xì)胞；另一篇文章來(lái)自康奈爾醫(yī)學(xué)院Ansary干細(xì)胞研究所的Shahin Rafii Weill團(tuán)隊(duì)，他們將成年老鼠體細(xì)胞培養(yǎng)成了*成熟的造血干細(xì)胞。
1998年，科學(xué)家們分離出了人類胚胎干（ES）細(xì)胞，當(dāng)試圖用它們制造造血干細(xì)胞時(shí)，收獲甚微。
2007年，包括Daley實(shí)驗(yàn)室在內(nèi)的三家機(jī)構(gòu)利用基因重編程技術(shù)，從人類皮膚細(xì)胞中誘導(dǎo)出了多能干細(xì)胞（iPS）。隨后，iPS被用于如神經(jīng)元、心臟等多種人類細(xì)胞的生產(chǎn)，然而造血干細(xì)胞的誘導(dǎo)卻總是頻頻失敗。
波士頓兒童醫(yī)院干細(xì)胞研究實(shí)驗(yàn)室研究員George Daley說(shuō)：“經(jīng)過(guò)20多年的不懈努力，此次，科學(xué)家們地實(shí)現(xiàn)了人類造血干細(xì)胞在功能上的真正重塑！”
Daley和同事們結(jié)合了此前研究收獲的兩種誘導(dǎo)方法：*步，用化學(xué)信號(hào)處理ES細(xì)胞或iPS細(xì)胞，使干細(xì)胞們?cè)谡Ｅ咛グl(fā)育過(guò)程中分化成特化的細(xì)胞和組織，此時(shí)，在早期胚胎發(fā)育過(guò)程中生成的造血內(nèi)皮細(xì)胞（hemogenic endothelium）就是造血干細(xì)胞的zui初起源，但是從造血內(nèi)皮細(xì)胞到造血干細(xì)胞這步關(guān)鍵的發(fā)育從未在體外培養(yǎng)皿中得到實(shí)現(xiàn)。
第二步，也是本研究的關(guān)鍵步驟，研究人員向培養(yǎng)皿內(nèi)加入了基因調(diào)控因子（轉(zhuǎn)錄因子），來(lái)推動(dòng)造血內(nèi)皮細(xì)胞向造血干細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。研究團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)了26種轉(zhuǎn)錄因子，zui終他們篩選出了5種zui可能誘導(dǎo)分化的：RUNX1、RG、COR、XA5和OXA9。接下來(lái)，利用慢病毒將這些轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)入細(xì)胞，目前，利用慢病毒作為載體傳遞外源基因的方法也是基因治療的通用手段。
該技術(shù)方法既適用于ES細(xì)胞，也適用于iPS細(xì)胞，而研究人員們則對(duì)iPS細(xì)胞更感興趣。因?yàn)閺娜魏位颊呋蚣膊∧Ｐ蜕夏愣寄苋〉胕PS細(xì)胞，這對(duì)實(shí)現(xiàn)個(gè)體化的再生醫(yī)學(xué)研究十分重要。
Daley說(shuō)：“我們目前取得的成果是在所謂的人源小鼠中重現(xiàn)人類的血液功能，這是我們研究遺傳學(xué)血液疾病的*塊踏腳石。”
利用這種方法，研究人員獲得了能夠生產(chǎn)血液的“造血干細(xì)胞”和“造血祖細(xì)胞”的混合物。但他們并未止步，研究團(tuán)隊(duì)的*目標(biāo)是開(kāi)發(fā)非慢病毒載體的細(xì)胞基因治療遞質(zhì)，從實(shí)用和安全出發(fā)，利用CRISPR基因編輯技術(shù)改造iPS細(xì)胞讓它們實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的血液生產(chǎn)。
該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人非常謹(jǐn)慎的使用了“極為接近”來(lái)形容他們所誘導(dǎo)出的具有產(chǎn)血功能的干細(xì)胞。
在取得“制造出真正的人類造血干細(xì)胞”這一進(jìn)展之前，擋在科學(xué)家們面前的另一個(gè)挑戰(zhàn)是，沒(méi)人知曉什么才是“真正”的人類造血干細(xì)胞！
“實(shí)際的困難是，這些細(xì)胞非常難以觀察，”文章一作Sugimura說(shuō)。“你僅能通過(guò)表面標(biāo)記來(lái)粗略地描述造血干細(xì)胞，因此你根本無(wú)法得知它們究竟是不是真正的造血干細(xì)胞，一旦它們開(kāi)始分化成血細(xì)胞，它們就消失了，你就不能再回頭去研究它們了。”換句話說(shuō)，具有分化成血細(xì)胞的能力是造血干細(xì)胞的首要特征，但是當(dāng)科學(xué)家們證實(shí)了某種細(xì)胞具備血細(xì)胞生產(chǎn)能力后，原始的干細(xì)胞們已經(jīng)不存在了。
真實(shí)人造血干細(xì)胞的觀察和描述，很可能是體外誘導(dǎo)出“真正”的人造血干細(xì)胞的關(guān)鍵線索。
Rafii團(tuán)隊(duì)的血液生產(chǎn)計(jì)劃跳過(guò)了體外誘導(dǎo)iPS細(xì)胞環(huán)節(jié)。研究人員直接向成年小鼠血管內(nèi)壁提取的細(xì)胞的基因組中插入了4種轉(zhuǎn)錄因子，然后將它們保存在模仿人類血管內(nèi)部環(huán)境的培養(yǎng)皿中。在培養(yǎng)皿中，細(xì)胞不僅慢慢自我演化出了造血干細(xì)胞，還在進(jìn)行著不斷增殖。
研究人員把這些經(jīng)過(guò)基因改造和體外誘導(dǎo)的干細(xì)胞注射到經(jīng)受了輻射污染的小鼠體內(nèi)后，因輻射導(dǎo)致的缺血癥狀得到了修復(fù)。這些干細(xì)胞不僅生成了血紅細(xì)胞，還生產(chǎn)出了免疫細(xì)胞，注射人工繁殖的“造血干細(xì)胞”后，輻射小鼠又在實(shí)驗(yàn)室中足足活了1.5年。
Daley的程序需要體外誘導(dǎo)iPS細(xì)胞步驟，而Rafii的方法是直接轉(zhuǎn)化為造血干細(xì)胞。雖然zui終的結(jié)果都一樣，但是相比*地插入編碼轉(zhuǎn)錄因子基因，Daley的iPS細(xì)胞基因表達(dá)的短暫修改更具優(yōu)勢(shì)。Scripps研究所的干細(xì)胞研究員Jeanne Loring指出，iPS細(xì)胞可以從皮膚和其他組織中獲得，Rafii的zui初樣本來(lái)自血管內(nèi)壁，取樣和實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)都較為困難。
考慮到這兩種方法的優(yōu)劣性還不明朗，《Nature》選擇同時(shí)報(bào)道了兩隊(duì)人馬的實(shí)驗(yàn)成果，剩下的工作則交給時(shí)間和的研究人員來(lái)證明哪種方法更為成功。
曾經(jīng)讓再生醫(yī)學(xué)研究人員無(wú)比沮喪的造血細(xì)胞體外誘導(dǎo)難題，終于撥開(kāi)迷霧，走出失敗困境，不管“笑到zui后”的是哪一種方法，它們現(xiàn)在已經(jīng)振奮了千千萬(wàn)萬(wàn)研究人員的攻關(guān)信心。
會(huì)員1.png)