由美国宾夕法尼亚大学医学院细胞与发育生物学教授南希·斯佩克博士领导的一个研究小组，在近日完成了大多数骨髓干细胞在小鼠胚胎中形成的位置和发育时间表。这项发表在《自然》杂志上的科学发现揭示了造血干细胞起源的关键步骤。成年哺乳动物骨髓中的造血干细胞能产生身体的所有血液细胞类型，因此解密其来源可能会帮助研究人员更好地操纵胚胎干细胞，以产生新的血液细胞来进行疾病治疗。
先前有研究指出，造血干细胞源自血管内一种数量很少的细胞——内皮细胞，但研究人员并不了解在早期发育阶段内皮细胞是如何转变为血液干细胞的。早在去年9月，斯佩克领导的一个研究小组就证实骨髓造血干细胞源自血管内皮细胞，并怀疑对形成血液细胞很重要的一种蛋白Runx1的活性是这种转型的关键。
在新的研究中，研究人员首先灭活了对小鼠胚胎内皮细胞中的Runx1蛋白进行编码的基因。在发育过程中，一些内皮细胞表达Runx1，标志着像葡萄藤蔓一样的造血干细胞簇沿着一些主血管的内壁开始产生。一旦从血管壁脱落，造血干细胞就进入血液循环，并流动至胎儿的肝脏；胎儿出生后，造血干细胞就转移到骨髓。
通过选择性地阻断胚胎发育过程中血管内皮细胞表达Runx1的能力，研究人员就可中止造血干细胞的产生，这表明了Runx1对内皮细胞向造血干细胞过渡至关重要。
接着，斯佩克研究小组关闭了妊娠11.5天的小鼠胚胎中的Runx1表达，此时正是大多数新生造血干细胞脱离血管壁并迁移到胎儿肝脏的时间。研究人员发现，阻断Runx1的表达并不影响造血干细胞的形成，这表明从内皮细胞向造血干细胞的过渡在妊娠第11天时就已经完成，Runx1在这一关键过渡中起着重要作用。
研究人员还发现，至少95%%的成人造血干细胞，也就是几乎所有的成人血液均在发育过程的这个短暂窗口起源于血管内皮细胞。
斯佩克表示，该项研究揭示了从胚胎干细胞向造血干细胞过渡阶段中的一个非常重要的步骤，那就是需要内皮细胞作为“中间人”。了解血液细胞起源的位置和时间表，对今后诱导胚胎干细胞产生成熟血液细胞具有指导意义。
作者：
2009-1-14