在人類發(fā)育過程中如何形成第一個血細胞

瑞典隆德大學的科學家們開始了解人類發(fā)育過程中第一個血細胞如何從內(nèi)皮細胞轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌愋偷难毎?。使用人類干細胞發(fā)育的實驗室模型，并通過觀察每個細胞中血細胞和內(nèi)皮細胞基因的表達，他們發(fā)現(xiàn)從內(nèi)皮狀態(tài)到混合內(nèi)皮/血液狀態(tài)到僅血液狀態(tài)的進展。這是第一項研究，展示了人類發(fā)展背景下這種轉(zhuǎn)變的分子過程。“了解第一個人體血細胞如何發(fā)育將為我們在實驗室中產(chǎn)生血液干細胞提供缺失的線索，用于治療血液疾病和惡性腫瘤，”負責該研究的Niels-Bjarne Woods說。

穿過我們血管的血液由數(shù)十億個特殊細胞組成，負責生命所需的許多重要功能，包括為我們體內(nèi)的所有組織提供氧氣，并提供針對病毒，細菌甚至癌細胞的免疫反應。在胚胎發(fā)育的狹窄時間窗口期間，形成第一個血液干細胞。這些會產(chǎn)生你一生中會產(chǎn)生的所有血細胞。這些血液干細胞的誕生是從另一種細胞類型轉(zhuǎn)變?yōu)檠毎?- 這一過程被稱為內(nèi)皮細胞向造血細胞過渡。

經(jīng)歷向胚胎中的血液轉(zhuǎn)變的細胞起始于構(gòu)成發(fā)育動脈壁的內(nèi)皮細胞。在發(fā)育的短暫時間窗口期間，少量緊密堆積的紡錘形內(nèi)皮細胞向上成圓形成新生血液，分離并釋放到循環(huán)中。在這個過程中，經(jīng)歷向血液轉(zhuǎn)變的內(nèi)皮細胞在其大小和形狀上顯示出顯著的變化(從紡錘體形狀到血液的圓形細胞)。

然而，在此期間，細胞內(nèi)部發(fā)生的變化，因為它改變了形狀和身份，到目前為止從未在分子水平上進行過描述。由于單細胞分子分析，隆德的科學家現(xiàn)在已經(jīng)從人體血液發(fā)育的體外模型中分析了單個細胞，已知其包含轉(zhuǎn)變?yōu)檠旱膬?nèi)皮細胞。分析顯示新的內(nèi)皮細胞群正在轉(zhuǎn)變。這些新細胞群顯示出可以產(chǎn)生的血細胞類型的差異。這是了解血液來源的一個非常重要的發(fā)現(xiàn)。Niels-Bjarne Woods解釋說：

“大多數(shù)細胞類型被認為是由未分化階段的線性序列產(chǎn)生的，逐漸限制它們的潛力，直到它們被限制在成熟狀態(tài)。過渡過程產(chǎn)生的細胞可能不需要遵循這一規(guī)則，為血細胞提供更大的靈活性類型可以生產(chǎn)。“

這是理解如何形成第一血細胞和如何數(shù)量和類型的顯著一步血細胞中調(diào)控發(fā)展。

Niels-Bjarne Woods說：“了解成年人中是否還有任何內(nèi)皮細胞仍能被”觸發(fā)“以產(chǎn)生新的血液干細胞，這也很有趣。

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