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Nature：挑戰(zhàn)常規(guī)！造血干細(xì)胞分化過程遠(yuǎn)比之前所認(rèn)為的復(fù)雜
日期：2024-12-27 13:55
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摘要：
來自瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zurich）和德國亥姆霍茲慕尼黑中心等機(jī)構(gòu)的研究人員一直在研究影響不同血細(xì)胞發(fā)育的因子。在一項(xiàng)新的研究中，他們證實(shí)某些分子機(jī)制并不像之前所認(rèn)為那樣的存在關(guān)聯(lián)。這一發(fā)現(xiàn)有助改善我們對(duì)白血病和貧血等**的理解。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Early myeloid lineage choice is not initiated by random PU.1 to GATA1 protein ratios”。
在生物學(xué)術(shù)語中，細(xì)胞是活的有機(jī)體中的*小功能實(shí)體。人體含有大量的細(xì)胞，依據(jù)一個(gè)人的塊頭和體重，所含的細(xì)胞數(shù)量在10萬億到...
來自瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zurich）和德國亥姆霍茲慕尼黑中心等機(jī)構(gòu)的研究人員一直在研究影響不同血細(xì)胞發(fā)育的因子。在一項(xiàng)新的研究中，他們證實(shí)某些分子機(jī)制并不像之前所認(rèn)為那樣的存在關(guān)聯(lián)。這一發(fā)現(xiàn)有助改善我們對(duì)白血病和貧血等**的理解。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Early myeloid lineage choice is not initiated by random PU.1 to GATA1 protein ratios”。
在生物學(xué)術(shù)語中，細(xì)胞是活的有機(jī)體中的*小功能實(shí)體。人體含有大量的細(xì)胞，依據(jù)一個(gè)人的塊頭和體重，所含的細(xì)胞數(shù)量在10萬億到100萬億個(gè)。大多數(shù)細(xì)胞在體內(nèi)執(zhí)行特定的功能，被稱作分化細(xì)胞（differentiated cell），也被稱作特化細(xì)胞（specialized cell）。另一方面，干細(xì)胞能夠持續(xù)地分裂產(chǎn)生更多的干細(xì)胞和分化細(xì)胞，因而無限地供應(yīng)分化細(xì)胞。體內(nèi)的某些細(xì)胞具有相對(duì)較短的生命周期。比如，很多白細(xì)胞和血小板（即凝血細(xì)胞）在幾小時(shí)到幾天內(nèi)死掉，而紅細(xì)胞能夠存活大約4個(gè)月的時(shí)間。
干****
骨髓中的干細(xì)胞每秒產(chǎn)生上百萬個(gè)新的血細(xì)胞。這些干細(xì)胞是多能性的，這意味著它們能夠產(chǎn)生所有類型的具有不同功能的特化血細(xì)胞：負(fù)責(zé)氧氣運(yùn)輸?shù)募t細(xì)胞，成為體內(nèi)**防御系統(tǒng)一部分的白細(xì)胞，在凝血中發(fā)揮關(guān)鍵作用的血小板。干細(xì)胞如何**地產(chǎn)生不同類型的細(xì)胞仍然只是部分地獲得理解。這種分化過程---換言之，決定產(chǎn)生哪種細(xì)胞類型的決定---依賴于不同的外部因子和內(nèi)部因子的數(shù)量。
在這項(xiàng)新的研究中，來自瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院生物系統(tǒng)科學(xué)與工程系的Timm Schroeder教授和同事們研究了這些在單個(gè)血細(xì)胞的產(chǎn)生中發(fā)揮作用的因子。Schroeder解釋道，“對(duì)干細(xì)胞分化的調(diào)節(jié)在維持血液形成的正常過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。如果這種系統(tǒng)開始無法正常工作，那么它能夠?qū)е峦{生命的**，如貧血和白血病。因此，我們需要更好地理解參與這種調(diào)節(jié)的分子機(jī)制。”
在分子水平進(jìn)行觀察
Schroeder團(tuán)隊(duì)分析了干細(xì)胞如何分化為不同類型的血細(xì)胞和細(xì)胞核中的轉(zhuǎn)錄因子如何控制這種復(fù)雜的過程。通過與德國亥姆霍茲慕尼黑中心合作，他們開發(fā)出一種**性的時(shí)間推移顯微鏡（time-lapse microscopy）技術(shù)來觀察細(xì)胞。
Schroeder解釋道，兩種蛋白GATA1和PU.1一直是研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)。它們?cè)诟杉?xì)胞分化為血細(xì)胞的過程中發(fā)揮著重要作用。“它們是能夠激活或失活綜合遺傳程序的轉(zhuǎn)錄因子，具有很多靶基因。這使得它們成為細(xì)胞命運(yùn)的強(qiáng)大調(diào)節(jié)物。”
巨大的潛力
利用這種時(shí)間推移顯微鏡，研究人員能夠****地在活的造血干細(xì)胞進(jìn)行分化時(shí)對(duì)它們進(jìn)行觀察，同時(shí)定量檢測GATA1和PU.1。Schroeder解釋道，“幾十年來，人們認(rèn)為這兩種轉(zhuǎn)錄因子負(fù)責(zé)決定干細(xì)胞的分化過程。如今，我們證實(shí)并不是這種情形，而且還有其他的機(jī)制也是做出這些決定所必需的。”如今，還需要著重研究其他的分子機(jī)制以便理解極其復(fù)雜的造血干細(xì)胞分化過程。
白血病等血液**是嚴(yán)重的血液系統(tǒng)**。為了在未來改善我們對(duì)這些**的理解和開發(fā)有效的療法，科學(xué)家們還需要準(zhǔn)確地知道單個(gè)血細(xì)胞是如何產(chǎn)生的。
