Cell意外發現：炎癥信號造就干細胞
日期：2014-11-07 08:54:22
造血干細胞(HSCs)生成了從斑馬魚到人類，脊椎動物整個生命周期所有的血細胞和免疫細胞。但對于它們的起源細節仍然知之甚少，阻礙了開發出有可能解決許多血液疾病的誘導多能干細胞(iPSC)替代療法。
在發表于11月20日《細胞》（Cell）雜志上的一篇研究論文中，來自加州大學圣地亞哥醫學院的研究人員描述，胚胎發育過程中的一種促炎信號蛋白在HSCs生成中發揮了令人驚訝的、至關重要的作用。這一研究發現有可能幫助科學家們最終再生出滿足治療應用的HSCs。
課題領頭人、細胞和分子醫學系教授David Traver博士說：“近期在誘導多能方面取得的突破使得患者特異性的再生醫學這一概念變為了現實。iPSCs可以相當直接地發育成某些成熟細胞譜系，例如心臟細胞和神經細胞，但卻無法生成HSCs。其部分原因可能在于，沒有完全地認識胚胎利用來生成HSCs的所有因子。我們相信，發現促炎信號在體內起重要作用，將幫助我們在體外重演出來自iPSCs的HSC命運指令。”
Traver和同事們特異調查了一種叫做腫瘤壞死因子α（TNFα）的細胞因子的作用。眾所周知，TNFα在調控全身炎癥和免疫中起著極其重要的作用。這項工作擴展了西班牙生物學家Victoriano Mulero以往的研究。Mulero曾報告說，TNFα對胚胎血管系統的功能至關重要，動物模型的TNF功能發生缺陷會導致血液缺陷。
Cell論文的第一作者、Traver實驗室博士后研究人員、Mulero的前同事Raquel Espin-Palazon，確定了TNFα是斑馬魚胚胎發育過程中造血干細胞出現的必要條件。
Traver說，這一研究發現完全出乎意料之外，因為HSCs出現在胚胎形成的相對早期，此時發育中的生物體被認為主要是無菌的，沒有發生感染。
Traver 說：“因此，沒有人料想到促炎信號會在此時或者這一血液形成地區活化。同樣令人驚訝的是，我們發現了一個胚胎髓系細胞群，其是HSC出現前的一種過渡細胞，是它生成了建立HSC命運所需的TNFα。因此，結果表明在發育過程中只持續存在數天的一個小的骨髓細胞亞群，是幫助生成整個成體血液形成系統的譜系前體的必要條件。
此外，研究人員還發現另一個細胞因子、促炎信號的主要介質INFg也在HSC發育中起作用，表明了在HSC生成過程中有多個炎癥信號輸入。Traver說，由于整個脊椎動物進化過程中HSC發育的高度保守性，在人體內TNFα和INFg有可能也對HSC的生成起至關重要的作用。
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