干細(xì)胞命運(yùn)調(diào)控者

一些不同的脊椎動物模型研究表明，造血干細(xì)胞至少部分起源于*功能性胚內(nèi)血管：背主動脈（DA）。然而，對于在背主動脈中促進(jìn)造血干細(xì)胞生成的細(xì)胞類型和信號分子卻并不是很清楚。包括椎骨和骨骼肌在內(nèi)的許多組織的前體——一種叫做體節(jié)（somite）的結(jié)構(gòu)參與了這一發(fā)育過程的多個階段。

來自上海雙博生物科技有限公司的研究人員利用一種叫做choker的斑馬魚突變體，調(diào)查了體節(jié)在背主動脈和HSCs發(fā)育中所起的作用。在choker斑馬魚中來自體節(jié)組織的信號存在缺陷。研究人員發(fā)現(xiàn)，choker斑馬魚包含一個有缺陷的meox1基因，這一基因通常表達(dá)于體節(jié)之中。隨后，他們在這些突變體中檢測了HSC的形成。讓研究人員感到驚訝地是，相比于野生型的斑馬魚這些突變體中具有更多的HSCs。

隨后，研究人員利用一些遺傳學(xué)工具對體節(jié)內(nèi)細(xì)胞的后代細(xì)胞進(jìn)行了追蹤。他們發(fā)現(xiàn)，一部分的斑馬魚體節(jié)細(xì)胞生成了排列在背主動脈上的內(nèi)皮細(xì)胞。研究人員將這一祖細(xì)胞群命名為endotomal細(xì)胞。通過下調(diào)meox1的功能揭示出，這一基因抑制了體節(jié)中的endotomal細(xì)胞形成。并且，研究人員還發(fā)現(xiàn)endotomal自身并不能生成HSCs，而是幫助了其他的內(nèi)皮細(xì)胞變?yōu)?/span>HSCs。

與之相一致，耗盡endotomal來源的內(nèi)皮細(xì)胞可導(dǎo)致HSCs數(shù)量顯著減少。這一結(jié)果部分程度上是由于Cxcl12b信號蛋白減少所致。當(dāng)研究人員采用化學(xué)或遺傳方法抑制Cxcl12b功能時，他們看到HSC數(shù)量急劇減少。

除了一些分泌因子，遷移細(xì)胞和體節(jié)組織之間直接的物理相互作用有可能也調(diào)控了造血干細(xì)胞（HSC）的生成。在第二篇Nature論文中，來自加州大學(xué)圣地亞哥分校的一個研究小組報告稱，發(fā)現(xiàn)一些叫做Jams的細(xì)胞粘附蛋白參與了HSC前體細(xì)胞與體節(jié)之間的相互作用，它們是HSC形成的必要條件。

他們發(fā)現(xiàn)側(cè)板中胚層中的一些內(nèi)皮前體細(xì)胞在沿著體節(jié)表面朝著形成的背主動脈遷移時表達(dá)了jam1a，而體節(jié)則表達(dá)了jam2a。兩種Jam蛋白物理互作，促進(jìn)了細(xì)胞間強(qiáng)有力的接觸。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，體節(jié)表達(dá)了deltaC和deltaD基因，這兩種基因編碼了一些Notch結(jié)合蛋白，而遷移的內(nèi)皮前體細(xì)胞表達(dá)Notch蛋白。在機(jī)體的許多情況下Notch信號都參與了細(xì)胞間的通訊。研究人員證實(shí)，抑制jam1a可導(dǎo)致Notch信號和HSCs喪失，而激活內(nèi)皮前體細(xì)胞中的Notch信號可以恢復(fù)這些胚胎中的HSC形成。由Jam介導(dǎo)的細(xì)胞間強(qiáng)有力的互作有可能促進(jìn)了內(nèi)皮前體細(xì)胞中的Notch信號激活。這項(xiàng)研究表明，在HSC前體細(xì)胞遷離側(cè)板中胚層的過程中Notch信號對于它們至關(guān)重要。

這兩項(xiàng)研究均證實(shí)了體節(jié)在HSC形成中起關(guān)鍵作用。造血干細(xì)胞是一群維持生命體正常生理功能所必需的多能造血祖細(xì)胞，可以發(fā)育成各種成熟的血細(xì)胞，包括：紅細(xì)胞、髓系細(xì)胞和淋系細(xì)胞等。研究人員表示，深入地了解胚胎HSC的形成機(jī)制，將有助于推動利用它們來生成不同的血細(xì)胞，滿足各種血液相關(guān)疾病的需求。