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研究发现干细胞定位的关键分子

美国麻省总医院(MGH)再生医学中心和哈佛干细胞研究所(HSCI)的科学家联合确定了一种能够指导血液干细胞如何迁移到骨髓并建立血液和免疫细胞生产的分子。这一发现将有助于改善骨髓干细胞移植和多种血液疾病的治疗。

研究人员发现,一种已知参与身体钙调节和骨骼调节的受体——钙感应受体(CaR),也对干细胞迁移到骨髓并再生血液和免疫细胞的过程至关重要。

造血干细胞对身体每天生产超过100亿个血细胞非常重要,并且是癌症骨髓移植疗法的基础。这种细胞非常稀少且难以识别,但它们具有强大的再生血液和免疫细胞的能力。然而,这种非凡的再生能力只有在移植时迁移到正确的位置才能显现。如果一切顺利,这些细胞能够融入静脉,并通过一种依赖大量未知分子的过程找到通往骨髓的道路。

在骨髓腔中,干细胞通常位于紧贴骨骼内表面的外层中。由于骨骼重塑过程发生在毗邻骨骼组织中,且之前的研究已证明形成骨骼的造骨细胞对干细胞环境的调节很关键,因此骨骼形成和干细胞发育这两个过程之间可能存在着重要的相互作用。由于细胞外钙的增加是骨骼形成的必需调节因素,研究人员推测钙感应受体(CaR)可能是血液干细胞定位的关键因子。

为了证实这一推测,研究人员首先证明从正常小鼠获得的大部分骨髓细胞上存在CaR。接着,他们利用一种不能制造CaR蛋白的转基因小鼠进行了一系列实验,发现虽然许多类型的骨髓和骨细胞以正常的比例存在,但转基因小鼠的骨髓腔中血液干细胞水平非常低。其他实验则证明缺少其他细胞表面分子不会影响骨髓中干细胞的数量。

对转基因小鼠的脾脏和血液进行的检测显示,原始的血液干细胞数量在这些区域中显著增加——这意味着CaR的缺失不影响胎儿肝脏的干细胞产生。他们的实验还表明,没有CaR的细胞不能附着到造骨细胞制造的胶原蛋白I上。

(责任编辑:泉水)