Nature：聚焦造血干细胞的小环境

　　

生物通报道  近期来自美国德克萨斯大学西南医学中心新儿童研究所的科学家们在新研究中利用一种系统性的条件遗传学方法，对体内造血干细胞生存及生长的小环境进行了鉴别，由此识别出了维持造血干细胞小环境必需的干细胞因子的细胞来源。这一研究发现对于推动提高骨髓移植的安全性和有效性具有非常重要的意义。相关研究论文发表在《自然》(Nature)杂志上。

领导这一研究的是成体干细胞领域的权威科学家Sean J. Morrison，他曾在造血干细胞和神经干细胞研究领域做出过重要贡献，大量研究成果发表在Nature、Cell等国际顶级学术期刊上。此次是Morrison教授受聘于德州大学西南医学中心儿童研究所后发表的首篇研究论文。当前Morrison实验室的主要研究方向是血液、神经系统及皮肤等的成体干细胞生物学以及肿瘤学研究。

尽管近年来科学家们已确定了大量干细胞的生成及分化机制，然而在造血干细胞制造研究领域却仍然进展缓慢。其中一个关键性的障碍就是对于体内造血干细胞所处的微环境（niche）知之甚少。

Morrison说：“数十年来科学家们一直致力于探究干细胞小环境，然而这是研究人员第一次真正揭示出对维持体内造血干细胞微环境起关键性作用的细胞。新研究发现将帮助研究人员鉴别出促进干细胞维持和增殖的细胞及其功能机制。”

在这篇文章中，Morrison'采用了一种系统性的条件遗传学方法学方法识别出了对维持造血干细胞环境其关键作用的一种干细胞因子的来源细胞。研究人员采用水母绿色荧光蛋白基因替换造血干细胞因子基因的方法，证实干细胞因子是由内皮细胞和血管周细胞表达的，从而揭示出它们就是正常造血干细胞微环境的创造者。进一步的实验证实消除内皮细胞和/或血管周细胞的干细胞因子，则可导致造血干细胞耗竭。

新研究发现表明造血干细胞存在于一个血管周围的小环境中，在该小环境中，多种细胞类型表达能够促进其维持的因子。

Morrison表示研究发现对于改善骨髓和脐带血移植具有十分重要的意义。如果科学家们能够鉴别出血管周细胞促进造血干细胞增殖的其他信号机制，那么他们有可能就能够在实验室条件下复制出这些信号，从而帮助培育出可用于移植的造血干细胞，提高临床治疗的安全性和有效性。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Endothelial and perivascular cells maintain haematopoietic stem cells

Several cell types have been proposed to create niches for haematopoietic stem cells (HSCs). However, the expression patterns of HSC maintenance factors have not been systematically studied and no such factor has been conditionally deleted from any candidate niche cell. Thus, the cellular sources of these factors are undetermined. Stem cell factor (SCF; also known as KITL) is a key niche component that maintains HSCs. Here, using Scfgfp knock-in mice, we found that Scf was primarily expressed by perivascular cells throughout the bone marrow. HSC frequency and function were not affected when Scf was conditionally deleted from haematopoietic cells, osteoblasts, nestin-cre- or nestin-creER-expressing cells. However, HSCs were depleted from bone marrow when Scf was deleted from endothelial cells or leptin receptor (Lepr)-expressing perivascular stromal cells. Most HSCs were lost when Scf was deleted from both endothelial and Lepr-expressing perivascular cells. Thus, HSCs reside in a perivascular niche in which multiple cell types express factors that promote HSC maintenance.