加州大学洛杉矶分校的科学家和同事创建了一个首先的路线图，该路线图可以追溯到人类胚胎中血干细胞发展的每个步骤，从而为科学家提供了用于在实验室中产生功能性血干细胞的蓝图。

这项研究，今天发表在日记中自然，可以帮助扩大白血病和遗传性血液疾病（例如镰状细胞病）等血液癌的治疗选择。Hanna Mikkola博士的Eli和Edyth在UCLA的再生医学和干细胞研究中心，谁领导了这项研究。

血干细胞，也称为造血干细胞，具有制作自身无限拷贝并分化人体中每种血细胞的能力。几十年来，医生一直使用供体的骨髓和新生儿的脐带中的血管细胞，以挽救生命的移植治疗血液和免疫疾病。但是，这些处理受到匹配供体短缺的限制，并受到脐带血中干细胞数量少的阻碍。

研究人员试图通过试图通过人类多能干细胞在实验室中创建血干细胞来克服这些局限性，这可能会导致体内任何细胞类型。但是成功是难以捉摸的，部分原因是科学家缺乏使实验室生长细胞分化为自我更新的血液干细胞而不是短寿命的血液祖细胞的说明，这只能产生有限的血细胞类型。

“Nobody has succeeded in making functional blood stem cells from human pluripotent stem cells because we didn’t know enough about the cell we were trying to generate,” said Mikkola, who is a professor of molecular, cell and developmental biology in the UCLA College and a member of theUCLA Jonsson综合癌症中心。

The new roadmap will help researchers understand the fundamental differences between the two cell types, which is critical for creating cells that are suitable for use in transplantation therapies, said UCLA scientist Vincenzo Calvanese, a co–first author of the research, along with UCLA’s Sandra Capellera-Garcia and Feiyang Ma.

“我们现在有了一本手册，讲述了如何在胚胎中制作造血干细胞，以及它们如何获得使其对患者有用的独特特性，”也是伦敦大学学院的小组负责人卡尔瓦内斯说。该网站上可以向公众使用去识别的数据人造血干细胞发育的地图集。

The research team, which included scientists from Germany’s University of Tübingen and Australia’s Murdoch Children’s Research Institute, created the resource using single-cell RNA sequencing and spatial transcriptomics, new technologies that enable scientists to identify the unique genetic networks and functions of thousands of individual cells and to reveal the location of these cells in the embryo.

数据使得血管干细胞从血管内皮中出现时，并在发育过程中从各个位置迁移，从主动脉开始，最终到达骨髓。重要的是，该地图在其成熟过程中揭示了特定的里程碑，包括它们到达肝脏，在那里他们获得了血干细胞的特殊能力。

为了解释成熟过程，Mikkola将未成熟的血干细胞与有抱负的外科医生进行了比较。正如外科医生需要经历不同的训练阶段以学习如何进行手术一样，未成熟的血液干细胞必须在不同的位置移动才能学习如何作为血液干细胞完成工作。

研究小组还指出了血管壁中的确切前体，从而引起血干细胞。这一发现阐明了关于干细胞的细胞起源以及制造血干细胞而不是血液祖细胞所需的环境的长期争议。

现在，研究人员已经确定了与人类血干细胞发育不同阶段相关的特定分子特征，科学家可以使用该资源来了解他们与实验室中可移植的血干细胞有多近。

Mikkola说：“以前，如果我们试图从多能细胞中创建一个血干细胞，并且它没有移植，我们就不知道在此过程中失败的地方。”“现在，我们可以将细胞放在路线图中，以查看我们的成功位置，根据胚胎的说明，我们在哪里进行了短暂和微调的分化过程。”

此外，该地图可以帮助科学家了解胚胎中形成的血液形成细胞如何促进人类疾病。例如，它为研究为什么在子宫内开始的一些血液癌比出生后发生的血液更具侵略性奠定了基础。

Mikkola说：“既然我们已经创建了一个在线资源，世界各地的科学家可以用来指导他们的研究，那么真正的工作就开始了。”“这是一个非常激动人心的时刻，因为我们终于会看到我们的劳动成果。”

这项研究得到了美国国立卫生研究院，加州大学洛杉矶分校琼斯癌中心基金会，加州大学洛杉矶分校的戴维·盖芬医学院，瑞典研究委员会，欧洲分子生物学组织，瑞士国家科学基金会和UCLA Broad Stem Cell Research的支持Center (including support from the Rose Hills Foundation and the center’s training program).

参考：Calvanese V，Capellera-Garcia S，Ma F等。将人造血干细胞从血液发作的内皮绘制到出生。自然。2022：1-7。doi：10.1038/S41586-022-04571-X

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