建立人类造血干细胞发展的第一个路线图

加州大学洛杉矶分校的科学家们创造了第一张“路线图”，它使跟踪人类胚胎中造血干细胞发育的每一步成为可能，并为科学家们在实验室中生产全功能造血干细胞提供了蓝图。13日发表在杂志《自然》上的这项研究可能有助于扩大遗传性血液疾病的治疗选择，如血液癌症疾病，如白血病和镰状细胞病。

造血干细胞具有无限的自我复制能力，可以分化成人体内的每一种血细胞。几十年来，医生一直在使用来自捐赠者骨髓和新生儿脐带的造血干细胞进行造血和免疫系统重建。然而，这些治疗受到匹配供体短缺的限制，也受到脐带血干细胞数量少的阻碍。

研究人员试图通过在实验室从人类多能干细胞中创造造血干细胞来克服这些限制，这种干细胞可以产生体内任何类型的细胞。然而，由于对造血干细胞缺乏了解，这些尝试一直难以成功。

就像外科医生需要经历不同的训练阶段才能学会操作一样，未成熟的血液干细胞也必须学会如何通过体内不同的位置来完成造血干细胞的工作。它们起源于产生血液的内皮细胞，并在其发育过程中通过不同的位置迁移，从主动脉开始，最终到达骨髓。

该研究小组利用单细胞RNA测序和空间转录组学创建了造血干细胞发展的“路线图”。这项新技术使科学家能够识别成千上万个单个细胞的独特遗传网络和功能，并揭示它们在胚胎中的位置。

新的“路线图”使人们有可能追踪造血干细胞的成熟过程，并揭示这一过程中的一个关键节点，例如它们如何获得肝脏中对维持其功能起重要作用的成分。它还将帮助研究人员了解造血干细胞和造血祖细胞之间的根本差异，这对于创造适合移植治疗的细胞至关重要。

研究小组还确定了血管壁中造血干细胞的确切前体。这一发现澄清了一个长期存在的争议，即干细胞的细胞来源和制造造血干细胞而非造血祖细胞所需的环境。

在确定了与人类造血干细胞发育的不同阶段相关的特定分子特征之后，科学家可以利用这一资源来了解他们距离在实验室中制造出可移植的造血干细胞还有多远。

此外，这张“路线图”还可以帮助科学家了解胚胎中发育的造血细胞是如何导致人类疾病的。例如，它为研究为什么一些起源于子宫的血液肿瘤比出生后的血液肿瘤更具侵袭性提供了基础。实习记者张家欣

不可思议的是，人类早在1939年就首次进行了造血干细胞移植，但当时并没有完全了解其原理。直到1961年，科学家终于证实了小鼠体内造血干细胞的存在。如今，造血干细胞移植已成为临床上一种重要而有效的治疗方法，全世界每年的移植病例都在增加。然而，供体的短缺以及对造血干细胞和造血祖细胞之间的区别缺乏了解，阻碍了这种治疗方法的推广。今天的新成果不仅是在实验室制造可移植造血干细胞的曙光，也将进一步促进人体“修复”和“平衡”造血干细胞的技能。