造血幹細胞首次培育成功！白血病將無需骨髓移植

導語

上周，人類第一次將多功能幹細胞分化成出造血幹細胞。研究人員將這些細胞注入小鼠體內，細胞能正常產生紅細胞、血小板和白細胞。很快，白血病患者將不再需要移植他人的骨髓，醫生用患者自身的體細胞就能培育出造血幹細胞，替換病變細胞。

撰文 | 傑西卡·哈姆澤羅（Jessica Hamzelou）

編譯 | 朱雅文

科學家首次在實驗室培育出人類造血幹細胞，有望繞開骨髓移植，直接用患者自身細胞治療白血病等血液疾病。這些細胞還可以製造血液用於輸血。

瑞典隆德大學的卡羅琳娜·吉本提弗（Carolina Guibentif）評論說：「這是一項了不起的成就。如果可以用安全的方法在實驗室培育出大量造血幹細胞，人們就不需要再依賴捐獻者了。」

造血幹細胞

造血幹細胞可以分化成紅細胞、血小板和白細胞 來源：medlive

在一個健康成人體內，造血幹細胞存在於骨髓中，紅細胞、白細胞、血小板的更新、補充都離不開這些造血幹細胞。「它們算得上種子細胞（master cell），」哈佛醫學院研究員喬治·達利（George Daley）說。

當造血幹細胞無法正常工作時，它們就無法持續供應充足的血細胞，進而導致身體組織供氧不足。如果像心臟這樣的器官受到影響，還可能引起嚴重疾病。腫瘤化療也會造成造血幹細胞的缺失。

患有這種疾病的人往往需要進行骨髓移植，從健康的捐獻者那裡獲得帶有造血幹細胞的完整骨髓。而骨髓移植的困難在於找到適當的配型。在健康的兄弟姐妹中找到合適配型的幾率是四分之一，一旦必須從陌生人當中尋找合適的配型，幾率就會下降到百萬分之一，達利說。

動手培育造血幹細胞

達利的團隊從人類多功能幹細胞入手，這種細胞具有分化成所有類型體細胞的潛能。研究人員要把它分化成造血幹細胞，關鍵就是找到能刺激它分化成造血幹細胞的化學物質。

在分析了參與造血過程的基因之後，研究者確定了控制這些基因的蛋白質。緊接著，研究人員把這些蛋白質加入到幹細胞培養皿中。

研究人員測試了很多蛋白質的組合，最終找到了5種蛋白質。同時加入這5種蛋白質，就可以刺激多功能幹細胞分化成造血幹細胞。當他們把這些造血幹細胞注入小鼠體內後，它們產生出了紅細胞、白細胞和血小板。「這真是太棒了，我們對結果都很興奮！」達利說。

另一個獨立的研究團隊從成年老鼠體內提取幹細胞，也獲得了同樣的成功。紐約康奈爾大學醫學院的拉斐爾·利斯（Raphael Lis）和他的團隊使用的是動物肺表面的細胞，基於第一代造血幹細胞也是從胚胎細胞分化而來的觀點。他們還發現了能刺激肺部幹細胞形成造血幹細胞的四個因素。

重大進步

這兩項實驗成果帶來的重大突破，「是研究人員長期以來一直想要實現的，」格本提夫說。通過研究成年老鼠上皮細胞，利斯和他的團隊表明同樣的成果也能在成年人類細胞上實現。達利的團隊使用的人造幹細胞理論上可以由皮膚細胞獲得，這項突破為下一階段在實驗室產生人類血液帶來了光明前景。

但是，實驗室培育的造血幹細胞還不能馬上應用在人身上，達利謹慎地說。 雖然在整個實驗過程中，小鼠的健康狀況十分良好，但細胞突變導致癌症的風險依然存在。而且與體造血幹細胞相比，這些細胞的造血功能並不高效。

更加安全的人造血液

血液紅細胞 來源：coolinarika

但在達利的團隊進一步完善實驗過程後，他們也許能在實驗室製造紅細胞和血小板，並在醫院使用。這些細胞不包含細胞核，它們不能分裂，也就沒法誘發癌症。 研究人員希望這項成果可以在未來幾年內得到應用。

達利希望他的成果最終應用於製造適合輸血用的血液，這種血液不僅比捐獻者提供的更加可靠，而且還沒有疾病。「當一種新的病原體，比如寨卡病毒出現時，你必須確保血液的安全。未來，我們對血液質量會有更多的控制權，」達利說。

論文鏈接

拉斐爾·利斯團隊

https://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature22326.html

喬治·達利團隊

https://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature22370.html

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