中國(guó)科(kē)學(xué)院上海營養與健康研究院潘巍峻研究員帶領其研究團隊，在國(guó)際上首次高(gāo)清晰解析了體內(nèi)造血幹細胞歸巢的(de)完整動态過程，該研究成果于北(běi)京時間2018年(nián)11月20日淩晨在國(guó)際知名學(xué)術期刊《Nature》在線發表。
造血幹細胞可(kě)以通過增殖分化産生紅(hóng)細胞、白細胞、血小闆等人體內(nèi)所有(yǒu)類型的(de)血液細胞，而造血幹細胞能夠自(zì)我更新和(hé)向下遊分化從而建立整個血液系統的(de)關鍵前提是其向造血組織的(de)“歸巢”。“歸巢”通常指循環系統中的(de)特定細胞類群定向遷移至生物體組織或器官微環境，維持或重塑其細胞命運的(de)生命過程。
造血幹細胞歸巢的(de)概念由來已久，基于其歸巢能力的(de)造血幹細胞移植已在臨床被廣泛應用于血液、免疫和(hé)腫瘤等重大疾病的(de)治療。但由于該生命過程的(de)時空跨度非常大，觀察手段十分有(yǒu)限。雖然科(kē)研人員在過去(qù)幾十年(nián)的(de)研究過程中，對歸巢的(de)細胞和(hé)分子(zǐ)基礎進行(xíng)了一(yī)定的(de)解析，但歸巢在體內(nèi)究竟如(rú)何發生，歸巢的(de)微環境究竟是何種結構，微環境細胞又是如(rú)何幫助造血幹細胞歸巢的(de)等一(yī)系列關鍵科(kē)學(xué)原理(lǐ)依然知之甚少，嚴重制約了臨床造血幹細胞移植等相關技術的(de)發展。
中科(kē)院上海生命科(kē)學(xué)研究院、中科(kē)院上海營養與健康研究院院長(cháng)、中科(kē)院院士李林表示：“這一(yī)成果揭示了一(yī)種體內(nèi)微環境依賴的(de)幹細胞行(xíng)為(wèi)和(hé)命運調控方式，是細胞命運可(kě)塑性研究在體水平的(de)一(yī)項成功嘗試，對生命科(kē)學(xué)研究領域具有(yǒu)廣泛的(de)借鑒意義。”
潘巍峻研究員及其核心研究團隊
（後排從左向右為(wèi)此項研究成果的(de)共同第一(yī)作者李美、李丹彤、薛文志）
六年(nián)來，潘巍峻研究員帶領這個平均年(nián)齡隻有(yǒu)27.2歲的(de)團隊在優化活體成像技術的(de)基礎上，進一(yī)步整合活體免疫熒光标記、遺傳調控和(hé)圖形重構計算等方法，首創了一(yī)套全新的(de)可(kě)以完整解析體內(nèi)造血幹細胞歸巢全過程的(de)研究體系。
研究人員在國(guó)際上率先采用可(kě)變色熒光蛋白建立了造血幹細胞标記系統，在高(gāo)分辨率共聚焦熒光顯微鏡下，建立了造血幹細胞長(cháng)時程活體觀察追蹤方案，從宏觀到微觀，生動地(dì)呈現了造血幹細胞從誕生到歸巢的(de)全過程。經過對大規模長(cháng)時程活體成像的(de)統計分析，發現了造血幹細胞歸巢的(de)時空規律及“熱點區域”，并結合精細成像和(hé)三維重構技術，首次揭示了體內(nèi)造血幹細胞歸巢微環境的(de)獨特微血管結構。
共聚焦顯微鏡活體觀察早些幹細胞歸巢
顯微注射
在研究過程中，他們(men)還意外地(dì)發現了一(yī)種全新的(de)微環境細胞，并将其命名為(wèi)“先導細胞”。這類細胞是一(yī)種之前未被定義過的(de)巨噬細胞新亞型，存在于歸巢“熱點區域”附近，它們(men)可(kě)以識别進入造血組織的(de)造血幹細胞并将其引入特定的(de)血管結構中，從而實現造血幹細胞的(de)歸巢。
這是由中國(guó)科(kē)學(xué)家獨立完成的(de)原創性科(kē)學(xué)發現，研究過程中突破了現有(yǒu)理(lǐ)論及研究體系，以獨特的(de)視(shì)角呈現了造血幹細胞在生物體內(nèi)歸巢的(de)全過程。開啓了國(guó)際上造血幹細胞領域的(de)在體長(cháng)時程、高(gāo)分辨研究新時代。
“先導細胞”引導造血幹細胞進入血管微環境的(de)原理(lǐ)圖
（紫色細胞為(wèi)“先導細胞”，VC指示靜脈微血管,綠(lǜ)色代表血管）
該工作不僅回答了“體內(nèi)的(de)造血幹細胞歸巢如(rú)何發生”這一(yī)世界造血幹細胞研究領域的(de)重大科(kē)學(xué)問題，而且發現了對于造血幹細胞歸巢起關鍵引導作用的(de)“先導細胞”，為(wèi)提高(gāo)造血幹細胞移植效率的(de)轉化研究提出了新理(lǐ)論，開創了新思路。
華山醫院血液科(kē)的(de)主任醫師陳彤表示：“潘教授帶領它的(de)團隊直接在體內(nèi)觀察到了造血幹細胞歸巢的(de)現象，他們(men)發現了在造血幹細胞歸巢的(de)時候，是有(yǒu)先導細胞的(de)，就類似于doorman(看門人)，這個先導細胞能夠為(wèi)造血幹細胞歸巢打開方便之門，這種發現，也預示着我們(men)今後在臨床進行(xíng)造血幹細胞移植的(de)時候，可(kě)以靶向的(de)，定向的(de)誘導造血幹細胞的(de)歸巢，可(kě)以大大提高(gāo)我們(men)以後造血幹細胞移植的(de)成功率。”
參考資料：
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0709-7
——本期完——
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潘巍峻實驗室采用愛生斑馬魚繁育系統開展科(kē)學(xué)實驗研究
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