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發現:5%的幹細胞就能生成整個免疫系統


S近期的《STM》中,美國西雅圖FH癌症研究中心(FH)的科學家們在非人靈長類中的研究發現,血液的一個亞群足以實現血液和免疫系統所有細胞的再生。這個亞群占傳統移植血液幹細胞數量的%。這項發現有...

- 2018年1月08日21時53分
- 科學文摘 / Science

Science

發現:5%的幹細胞就能生成整個免疫系統圖片

近期的《Science Translational Medicine》中,美國西雅圖Fred Hutchinson癌症研究中心(Fred Hutch)的科學家們在非人靈長類中的研究發現,血液的一個亞群足以實現血液和免疫系統所有細胞的再生。這個亞群占傳統移植血液幹細胞數量的5%。

這項發現有可能徹底改變血液移植以及基於自體幹細胞的細胞和基因療法。以往認為,血液幹細胞的幾種亞型在不同的時間點參與血液系統更新,維持健康的血液系統。而這項研究發現,一種細胞就足以完成所有這些任務。

Fred Hutch和項目的治療和主任,通訊作者Hans-Peter Kiem博士說:「這一發現令人驚訝。我們曾認為有多種類型的血液幹細胞在重建血液和免疫系統中扮演不同的角色。而這個亞群可以包攬所有工作。」

雖然這項研究是在非人靈長類動物中進行的,但研究表明新鑑定的細胞對應於人血細胞的一個亞型,在體外測試時,人源細胞與非人靈長類細胞表現相同。過去在小鼠中的研究曾報導過一種全能血液幹細胞的亞型,但是沒有與其匹配的人類亞型。

血液幹細胞是健康人體的基石。它們生長並分化成構成血液和免疫系統的所有細胞(T細胞,B細胞,血小板,等等)。糾正血液幹細胞疾病或創造更健康的血液是基因治療和基因編輯領域的焦點。

使用哪種類型的血液幹細胞進行治療是最有效的,這一直是個懸而未決的問題。找到最好的細胞目標將意味著更有效地降低細胞移植的副作用。

論文第一作者,Fred Hutch基礎實驗室的博士後Stefan Radtke博士說:「用於的金標準靶細胞群是具有標記CD34的細胞。但我們使用了兩個額外的標記來進一步區分不同細胞亞群,將這類細胞和其他血液幹細胞區分開來。」

Fred Hutch團隊使用三種蛋白質標記物來區分血液幹細胞亞群,他們發現,占總血液幹細胞數量約5%的一個亞群(標記為CD34 + CD45RA-CD90 +)承擔了血液系統早期恢復和持續維持新建的血液系統的所有任務。

研究小組用慢病毒對血液幹細胞進行了基因修飾,對其進行體內示蹤。通過追蹤血液中成千上萬的細胞,他們發現這個特定的幹細胞群在注入豚尾獼猴後的10天內開始重建血液和免疫系統的所有細胞類型。一年後,研究人員發現了這些細胞的強大分子痕跡,表明新移植系統的持續維持也依賴於這些細胞。

該研究的合作者,Fred Hutch助理成員,華盛頓大學醫學院學助理教授Jennifer Adair博士說:「我們能夠對移植後的單個血細胞進行跟蹤,這對於證明這些細胞確實是幹細胞至關重要。」

Kiem博士說,這種細胞的存在可能使血紅蛋白病、愛滋病和的變得容易得多。這一發現也可能對造血幹細胞移植有重要意義,因為它可以降低移植物抗宿主病的風險,移植物抗宿主病是治療疾病和白血病過程中在造血幹細胞移植後可能發生的致命疾病。

未來的理想治療模式將是,通過從人類血液樣本中分離亞群,然後在實驗室中改造它們來修復遺傳缺陷或控制疾病。一旦注入患者體內,這些細胞就會生長、分裂並分化成重建的健康的血液系統中所有種類的細胞。

研究小組還使用人類細胞在體外實驗中驗證了這一發現。他們正在努力將這項發現轉化到臨床,希望能夠將它們整合到正在進行的臨床試驗中。

來源:藥明康德


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