領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Hanna Mikkola博士表示，這項(xiàng)研究可以幫助擴(kuò)大對(duì)白血病等血癌和鐮狀細(xì)胞病等遺傳性血液疾病的治療選擇。

血液干細(xì)胞也被稱(chēng)為造血干細(xì)胞，具有無(wú)限復(fù)制自身的能力，另外還能分化為人體中的每一種血細(xì)胞。幾十年來(lái)，醫(yī)生已經(jīng)將來(lái)自捐贈(zèng)者骨髓和新生兒臍帶的造血干細(xì)胞用于血液和免疫疾病的救生移植治療。然而，這些治療受到匹配捐贈(zèng)者短缺的限制并受到臍帶血中干細(xì)胞數(shù)量少的阻礙。

研究人員試圖克服這些限制，以嘗試在實(shí)驗(yàn)室中用人類(lèi)多能干細(xì)胞創(chuàng)造造血干細(xì)胞，這些細(xì)胞有可能產(chǎn)生體內(nèi)的任何細(xì)胞類(lèi)型。但成功一直遙遙無(wú)期，部分原因是科學(xué)家們?nèi)狈κ箤?shí)驗(yàn)室培育的細(xì)胞分化為自我更新的血液干細(xì)胞，而不是短命的血液祖細(xì)胞的指令，后者只能產(chǎn)生有限的血細(xì)胞類(lèi)型。

Mikkola是加州大學(xué)洛杉磯分校學(xué)院分子、細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)教授，也是加州大學(xué)洛杉磯分校Jonsson綜合癌癥中心的成員。他指出：“沒(méi)有人成功地從人類(lèi)多能干細(xì)胞中制造出功能性血液干細(xì)胞，因?yàn)槲覀儗?duì)我們?cè)噲D生成的細(xì)胞沒(méi)有足夠了解?！?/p>

加州大學(xué)洛杉磯分校的科學(xué)家Vincenzo Calvanese表示，新路線圖將幫助研究人員了解這兩種細(xì)胞類(lèi)型之間的根本差異，這對(duì)于創(chuàng)造適合用于移植療法的細(xì)胞至關(guān)重要，他跟加州大學(xué)洛杉磯分校的Sandra Capellera-Garcia和Feiyang Ma都是這項(xiàng)研究的共同第一作者。

Calvanese說(shuō)道：“我們現(xiàn)在有一本關(guān)于造血干細(xì)胞如何在胚胎中制造以及它們?nèi)绾潍@得使它們對(duì)病人有用的獨(dú)特特性的手冊(cè)?！彼彩莻惗卮髮W(xué)學(xué)院的一個(gè)小組負(fù)責(zé)人。

該研究小組包括來(lái)自德國(guó)圖賓根大學(xué)和澳大利亞默多克兒童研究所的科學(xué)家，他們利用單細(xì)胞RNA測(cè)序和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)創(chuàng)建了該資源，而這些新技術(shù)使科學(xué)家能夠識(shí)別成千上萬(wàn)個(gè)單個(gè)細(xì)胞的獨(dú)特基因網(wǎng)絡(luò)和功能，另外還揭示了這些細(xì)胞在胚胎中的位置。

這些數(shù)據(jù)使我們有可能跟蹤造血干細(xì)胞，因?yàn)樗鼈儚脑煅獌?nèi)皮中出現(xiàn)并在發(fā)育過(guò)程中通過(guò)不同的位置遷移--從主動(dòng)脈開(kāi)始并最終到達(dá)骨髓。重要的是，該地圖揭示了它們成熟過(guò)程中的特定里程碑，其中包括它們到達(dá)肝臟，在那里它們獲得了造血干細(xì)胞的特殊能力。

為了解釋成熟過(guò)程，Mikkola將未成熟的造血干細(xì)胞比喻為有抱負(fù)的外科醫(yī)生。正如外科醫(yī)生需要經(jīng)過(guò)不同階段的訓(xùn)練來(lái)學(xué)習(xí)如何進(jìn)行手術(shù)一樣，未成熟的造血干細(xì)胞必須通過(guò)不同的位置來(lái)學(xué)習(xí)如何完成他們作為造血干細(xì)胞的工作。

該研究小組還確定了血管壁中產(chǎn)生造血干細(xì)胞的確切前體。這一發(fā)現(xiàn)澄清了長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于干細(xì)胞的細(xì)胞來(lái)源和制造造血干細(xì)胞而非造血祖細(xì)胞所需環(huán)境的爭(zhēng)議。

現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)確定了跟人類(lèi)造血干細(xì)胞發(fā)展的不同階段相關(guān)的特定分子特征，科學(xué)家們可以利用這一資源來(lái)了解他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中制造可移植的造血干細(xì)胞的程度。

“以前，如果我們?cè)噲D從一個(gè)多能細(xì)胞中創(chuàng)造一個(gè)造血干細(xì)胞，但它沒(méi)有移植，我們就不知道我們?cè)谶@個(gè)過(guò)程中哪里失敗了?，F(xiàn)在，我們可以把細(xì)胞放在我們的路線圖中，看看我們?cè)谀睦锍晒?、哪里不足并根?jù)胚胎的指示微調(diào)分化過(guò)程，”Mikkola說(shuō)道。

此外，該地圖可以幫助科學(xué)家了解在胚胎中發(fā)育的造血細(xì)胞是如何對(duì)人類(lèi)疾病作出貢獻(xiàn)的。如它為研究為什么一些在子宮內(nèi)開(kāi)始的血癌比出生后發(fā)生的血癌更具侵略性奠定了基礎(chǔ)。

Mikkola表示：“現(xiàn)在我們已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)在線資源，世界各地的科學(xué)家可以用它來(lái)指導(dǎo)他們的研究，真正的工作開(kāi)始了。在這個(gè)領(lǐng)域，這是一個(gè)非常令人興奮的時(shí)刻，因?yàn)槲覀兘K于要看到我們的勞動(dòng)成果了?！?/p>