一项开创性的研究表明，Nod1微生物传感器对造血干细胞的发育至关重要。这一发现开启了从患者自身血液中产生造血干细胞的可能性，有可能改变血液疾病的治疗并减少对骨髓移植的依赖。
有助于识别和对抗细菌感染的微生物传感器在造血干细胞的发育中也起着关键作用，这是创造患者来源的造血干细胞的宝贵新见解，可以消除对骨髓移植的需求。
由爱荷华州立大学遗传学、发育和细胞生物学助理教授Raquel Espin Palazon领导的研究小组的这一发现于上个月发表在《自然通讯》上。它建立在Espin Palazon先前的工作之上，该研究表明，促使身体免疫反应的炎症信号在生命的早期阶段具有完全不同的作用，因为血管系统和血液正在胚胎中形成。
Espin Palazon说，知道胚胎激活微生物传感器，一种称为Nod1的蛋白质，迫使血管内皮细胞成为血液干细胞，可以帮助开发一种在实验室中用患者自己的血液制造造血干细胞的方法。
“这将消除寻找相容的骨髓移植供体的挑战性任务以及接受移植后发生的并发症，改善许多白血病、淋巴瘤和贫血患者的生活，”她说。
关键提示
干细胞既是身体的工厂，也是身体的原材料，反复分裂以自我更新并为特定组织构建新细胞。胚胎中的多能干细胞可以制造人体所需的任何类型的细胞，而成体干细胞仅限于产生特定类型的细胞。造血干细胞，也称为造血干细胞，是血液中所有成分的组成部分。在胚胎出生前，就会产生终生的造血干细胞。
免疫受体Espin Palazon的团队在内皮细胞开始变成干细胞之前在胚胎中激活，为过渡做好准备。
“我们知道造血干细胞是由内皮细胞形成的，但使细胞改变身份的因素是神秘的，”她说。“我们不知道这种受体是需要的，或者在造血干细胞形成之前就这么早就需要它。
研究人员通过分析人类胚胎的公共数据库来研究Nod1，并使用斑马鱼对其进行研究，斑马鱼与人类共享约70%的基因组。造血干细胞的产生与Nod1水平密切相关，因为其作用被抑制或增强。
为了证实Nod1在人类血液发育中也起作用，研究小组与费城儿童医院合作。那里的研究人员生产人类诱导的多能干细胞，这些干细胞是由成熟的样本产生的，但经过基因重新编程，其行为类似于胚胎中发现的制造干细胞。诱导多能干细胞可以产生大多数类型的血细胞，但不能产生功能性造血干细胞。但是，当研究人员拿走Nod1时，血液生成就动摇了，就像斑马鱼的造血干细胞一样。
迈向自源干细胞
弄清楚Nod1是造血干细胞发育的先决条件，对于希望设计一种从人类样本中产生造血干细胞的系统的科学家来说，这是一个进步，这可能为患有血液疾病的患者提供革命性的新选择。患者可以用源自自己身体的干细胞进行治疗，而不是通过骨髓移植来挽救生命，骨髓是骨骼的海绵状内部，容纳了身体大部分的造血干细胞。自源干细胞可以避免移植物抗宿主病的风险，这是一种常见且可能致命的反应，当患者的免疫系统将移植视为受到攻击的威胁时，就会发生这种反应。
“这将是再生医学的巨大进步，”Espin Palazon说。
Espin Palazon的团队正在继续解开造血干细胞产生的复杂相互作用，包括完善时间表。了解信号何时表达对于开发制造造血干细胞的方法至关重要。
“时机非常关键。这就像你在做饭时，你需要按照特定的顺序添加配料，“她说。
进一步的研究将受益于与费城儿童医院的合作，该医院培训了该研究的合著者之一 – 遗传学，发育和细胞生物学兼职助理教授Clyde Campbell – 关于创建诱导多能干细胞的方案。
“我在爱荷华州立大学的团队将继续努力，过上没有血液疾病的生活。我相信我们的研究将为最终创造治疗级造血干细胞来治愈血液疾病患者铺平道路，“Espin Palazon说。
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