中科院潘巍峻课题组揭示一类巨噬细胞引导造血干细胞归巢机制

2018-11-21 绿谷生物 Nature
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 造血细胞(hemapoietic stem cell, HSC)一直被认为是所有血细胞的祖先。在我们出生后,这些多能性干细胞产生了我们的所有血细胞谱系:淋巴系细胞(lymphoid cell)、髓系细胞(myeloid)和红系细胞(erythroid cell),从而在一生当中维持着我们的生命。

在人类中,造血干细胞在人胚胎2周时可出现于卵黄囊,妊娠5个月后,骨髓开始造血,出生后骨髓成为干细胞的主要来源。在造血组织中,造血干细胞所占比例甚少。

造血干细胞的来源主要包括骨髓、外周血和脐带血。在现代医学中,造血干细胞移植已逐渐取代骨髓移植,用于治疗急、慢性白血病和某些恶性肿瘤等多种重大疾病。

图片来自Nature, doi:10.1038/s41586-018-0709-7。


在造血干细胞由位于发育中的脊椎动物背主动脉(dorsal aorta)内部的内皮细胞产生后,归巢允许这些新生的造血干细胞锚定在它们的壁龛中以便发生进一步的增殖和分化。这种独特的壁龛微环境(niche microenvironment)由多种血管和诸如基质细胞之类的其他壁龛组分组成,并且调节着这个归巢过程。然而,这种壁龛微环境的详细结构和调节造血干细胞归巢的机制仍然是不清楚的。

在一项新的研究中,中国科学院上海营养与健康研究院研究员潘巍峻(Weijun Pan)及其团队利用先进的实时成像和一种细胞标记系统,对斑马鱼尾部造血组织(相当于哺乳动物的胚胎肝脏)中的造血干细胞归巢进行高分辨率分析,并揭示出血管结构在调节造血干细胞归巢到壁龛微环境中的作用。相关研究结果于2018年11月19日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“VCAM-1+ macrophages guide the homing of HSPCs to a vascular niche”。

潘巍峻团队鉴定出一种称为VCAM-1+巨噬细胞的壁龛细胞群体在静脉丛(venous plexus)的内表面上巡逻,以一种依赖于ITGA4的方式与造血干细胞相互作用,并指导造血干细胞归巢到壁龛微环境中。这些称为先导细胞(usher cell)的细胞与尾静脉毛细血管和静脉丛一起确定了造血干细胞在壁龛微环境中的归巢热点区域。

更重要的是,这些先导细胞在归巢热点区域附近巡逻,一旦发现造血干细胞来临时,就将它们引导到特定的血管结构中,从而实现造血干细胞归巢到壁龛微环境中。

总之,这项研究提供了关于造血干细胞归巢机制的新见解,并揭示出具有巡逻行为的VCAM-1 +巨噬细胞群体在造血干细胞归巢中发挥着重要的作用。

参考资料:

Dantong Li, Wenzhi Xue, Mei Li et al. VCAM-1+ macrophages guide the homing of HSPCs to a vascular niche. Nature, Published Online: 19 November 2018, doi:10.1038/s41586-018-0709-7.