京都大学的一项新研究表明，血细胞的起源可以追溯到大约 7 亿年前，当时第一批多细胞动物才刚刚开始出现。通过追踪免疫细胞和血细胞的进化历史物种研究人员发现了证据，表明人类免疫系统的部分功能可能是从远在复杂生命进化之前就已存在的微观祖先遗传而来的。
如今，血液的作用远不止运输氧气。它的细胞寻找病原体、修复受损组织、引发炎症并协调免疫防御。但是，尽管对血细胞如何发挥作用进行了数十年的研究，科学家们仍然难以回答一个更基本的问题：这些细胞最初来自哪里？
为了进行调查，研究小组开发了一种新方法来比较不同动物物种和细胞类型的基因活性。然后，他们利用这些数据建立了进化家谱，绘制了血细胞谱系在数亿年中如何出现和多样化的图谱。与之前的许多研究不同，研究人员还在分析中纳入了单细胞生物，使他们能够寻找现代血细胞和古代单细胞生命之间的遗传联系。
Clues From Ancient Genes
在检查的人类血细胞谱系中，巨噬细胞与单细胞生物表现出最强的相似性。这表明最早的血细胞可能类似于巨噬细胞。
研究人员还追踪了 FOS 基因，该基因在动物物种的血细胞中广泛表达，可以追溯到大约 7 亿年前的单细胞祖先。他们的发现表明，第一个血细胞的出现与多细胞动物开始出现的时间大致相同。
该研究表明，早期动物可能通过重复利用从单细胞祖先遗传的遗传物质形成了第一个血细胞。分析还表明，肥大细胞后来从巨噬细胞中分化出来，随后从肥大细胞中出现了原型 T 细胞和红细胞。肥大细胞分离后，原型 B 细胞似乎从巨噬细胞中分支出来。
A 700-Million-Year Biological Legacy
通过重建血细胞7亿年的进化谱系，研究人员发现这段古老历史的痕迹仍然嵌入在现代血细胞的发育路径中。研究表明，血液和免疫细胞循环脊椎动物今天是单细胞祖先遗传下来的生物遗产的一部分。
“这些发现让我深受感动，它们代表了我们工作的顶峰，并说明脊椎动物血细胞的分化途径反映了这些细胞 7 亿年的进化历史，”团队负责人 Hiroshi Kawamoto 说。
“当我意识到这种很久以前的遗产正在以血细胞的形式在我的体内循环时，我感觉与我们遥远的祖先更加接近，”西班牙进化生物学研究所的第一作者 Yosuke Nagahata 补充道。
研究人员表示，为这项研究开发的方法还可以帮助科学家研究癌症等疾病的进化起源，有可能增进对疾病机制的理解并支持新疗法的开发。
参考文献：“动物扩展了血细胞中单细胞祖先的进化遗产”，作者：Yosuke Nagahata、Yuji Nishimura、Ryota Kaitani、Jason Cheok Kuan Leong、Izumi Oda-Ishii、Hisanori Kohtsuka、Shinya Abe、Tasuku Ishida、Marina Carmona-Rivas、Sebastián R. Najle、Elena Casacuberta、Koichi Ikuta、Toru Miura， Michio Ogasawara、Naoki Irie、Yutaka Satou、Iñaki Ruiz-Trillo 和 Hiroshi Kawamoto，2026 年 5 月 28 日，Proceedings of the National Academy of Sciences。
DOI: 10.1073/pnas.2528110123