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体外培育造血干细胞,治疗白血病

日期: 2017-05-24
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 科学家成功地诱使多功能干细胞分化为了造血干细胞。 

 

体外培育造血干细胞,治疗白血病 

 

科学家首次在实验室培育出人类造血干细胞,有望绕开骨髓移植,直接用患者自身细胞治疗白血病等血液疾病。这些细胞还可以制造血液用于输血。

 

瑞典隆德大学的卡罗琳娜·吉本提弗(Carolina Guibentif)评论说:“这是一项了不起的成就。如果可以用安全的方法在实验室培育出大量造血干细胞,人们就不需要再依赖捐献者了。”

 

在一个健康成人体内,造血干细胞存在于骨髓中,红细胞、白细胞、血小板的更新、补充都离不开这些造血干细胞。“它们算得上种子细胞(master cell),”哈佛医学院研究员乔治·达利(George Daley)说。

 

当造血干细胞无法正常工作时,它们就无法持续供应充足的血细胞,进而导致身体组织供氧不足。如果像心脏这样的器官受到影响,还可能引起严重疾病。肿瘤化疗也会造成造血干细胞的缺失。

 

患有这种疾病的人往往需要进行骨髓移植,从健康的捐献者那里获得带有造血干细胞的完整骨髓。而骨髓移植的困难在于找到适当的配型。在健康的兄弟姐妹中找到合适配型的几率是四分之一,一旦必须从陌生人当中寻找合适的配型,几率就会下降到百万分之一,达利说。

 

动手培育造血干细胞

 

达利的团队从人类多功能干细胞入手,这种细胞具有分化成所有类型体细胞的潜能。研究人员要把它分化成造血干细胞,关键就是找到能刺激它分化成造血干细胞的化学物质。

 

在分析了参与造血过程的基因之后,研究者确定了控制这些基因的蛋白质。紧接着,研究人员把这些蛋白质加入到干细胞培养皿中。

 

研究人员测试了很多蛋白质的组合,最终找到了5种蛋白质。同时加入这5种蛋白质,就可以刺激多功能干细胞分化成造血干细胞。当他们把这些造血干细胞注入小鼠体内后,它们产生出了红细胞、白细胞和血小板。“这真是太棒了,我们对结果都很兴奋!”达利说。

 

另一个独立的研究团队从成年老鼠体内提取干细胞,也获得了同样的成功。纽约康奈尔大学医学院的拉斐尔·利斯(Raphael Lis)和他的团队使用的是动物肺表面的细胞,基于第一代造血干细胞也是从胚胎细胞分化而来的观点。他们还发现了能刺激肺部干细胞形成造血干细胞的四个因素。

 

重大进步

 

这两项实验成果带来的重大突破,“是研究人员长期以来一直想要实现的,”格本提夫说。通过研究成年老鼠上皮细胞,利斯和他的团队表明同样的成果也能在成年人类细胞上实现。达利的团队使用的人造干细胞理论上可以由皮肤细胞获得,这项突破为下一阶段在实验室产生人类血液带来了光明前景。

 

但是,实验室培育的造血干细胞还不能马上应用在人身上,达利谨慎地说。 虽然在整个实验过程中,小鼠的健康状况十分良好,但细胞突变导致癌症的风险依然存在。而且与体造血干细胞相比,这些细胞的造血功能并不高效。

 

更加安全的人造血液

 

但在达利的团队进一步完善实验过程后,他们也许能在实验室制造红细胞和血小板,并在医院使用。这些细胞不包含细胞核,它们不能分裂,也就没法诱发癌症。 研究人员希望这项成果可以在未来几年内得到应用。

 

达利希望他的成果最终应用于制造适合输血用的血液,这种血液不仅比捐献者提供的更加可靠,而且还没有疾病。“当一种新的病原体,比如寨卡病毒出现时,你必须确保血液的安全。未来,我们对血液质量会有更多的控制权,”达利说。

 

撰文 杰西卡·哈姆泽罗(Jessica Hamzelou)

编译 朱雅文

 

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