一個(gè)健康的成年人每秒大約制造200萬(wàn)個(gè)血細(xì)胞，其中99%是攜帶氧氣的紅細(xì)胞。另外1%是血小板和免疫系統(tǒng)中的各種白細(xì)胞。所有不同種類的成熟血細(xì)胞是如何從骨髓中相同的“造血”干細(xì)胞中提取出來(lái)的一直是研究的熱點(diǎn)，但大多數(shù)研究都集中在1%的免疫細(xì)胞上。

“這有點(diǎn)奇怪,但因?yàn)榧t細(xì)胞是無(wú)核的,因此很難通過(guò)遺傳標(biāo)記跟蹤,其生產(chǎn)已或多或少地忽略了大量的研究在過(guò)去的幾十年里,“卡米拉Forsberg說(shuō),生物分子工程教授在加州大學(xué)圣塔克魯茲分校巴斯金工程學(xué)院。

在《干細(xì)胞報(bào)告》3月21日發(fā)表的一項(xiàng)新研究中，弗斯伯格的實(shí)驗(yàn)室克服了技術(shù)上的障礙，對(duì)造血干細(xì)胞產(chǎn)生的血細(xì)胞進(jìn)行了全面的統(tǒng)計(jì)。他們的發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解貧血、免疫系統(tǒng)疾病和血癌(如白血病和淋巴瘤)等疾病具有重要意義。

弗斯伯格說(shuō):“我們?cè)噲D了解血細(xì)胞和免疫細(xì)胞的平衡，這在許多疾病中都是錯(cuò)誤的。”

造血干細(xì)胞生成成熟血細(xì)胞的過(guò)程涉及到多個(gè)祖細(xì)胞群，這些祖細(xì)胞在發(fā)育成完全成熟的細(xì)胞時(shí)，會(huì)逐漸向特定的“命運(yùn)”發(fā)展。這條道路上的一個(gè)主要岔路口在“淋巴祖細(xì)胞”和“髓祖細(xì)胞”之間，前者產(chǎn)生白細(xì)胞，后者產(chǎn)生其他種類的白細(xì)胞，還有紅細(xì)胞和血小板。骨髓中的大多數(shù)細(xì)胞屬于髓系。

這項(xiàng)新研究的一個(gè)關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是，所有具有骨髓潛能的祖細(xì)胞產(chǎn)生的紅細(xì)胞遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于任何其他類型的細(xì)胞。這是令人驚訝的，因?yàn)樵S多以前的研究中，祖細(xì)胞是在細(xì)胞培養(yǎng)(“在體外”)中生長(zhǎng)的，發(fā)現(xiàn)它們產(chǎn)生紅細(xì)胞和血小板的能力有限。佛斯伯格說(shuō)，這些結(jié)果現(xiàn)在看來(lái)是文化條件造成的。

她說(shuō):“很多這樣的實(shí)驗(yàn)很難理解，因?yàn)槲覀冎牢覀兊纳眢w需要制造大量的紅細(xì)胞和血小板?！薄拔覀兊难芯拷Y(jié)果表明，這些祖細(xì)胞保留了大量的紅細(xì)胞潛能。事實(shí)上，我們認(rèn)為紅細(xì)胞生成是默認(rèn)的途徑。”

在第一作者Scott Boyer領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)中，他是Forsberg實(shí)驗(yàn)室的一名研究生，研究人員將不同的祖細(xì)胞群移植到小鼠體內(nèi)，并追蹤紅細(xì)胞、血小板(血液的第二大成分)和免疫細(xì)胞的產(chǎn)生。博耶爾還能夠移植單個(gè)祖細(xì)胞，然后識(shí)別它產(chǎn)生的血液和免疫細(xì)胞。

通過(guò)量化從移植的祖細(xì)胞中產(chǎn)生的成熟血細(xì)胞的數(shù)量，研究人員能夠表明，除了淋巴祖細(xì)胞外，紅細(xì)胞是所有祖細(xì)胞中最豐富的細(xì)胞類型。他們的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了造血分化模型的發(fā)展，該模型將紅細(xì)胞作為所有骨髓祖細(xì)胞的默認(rèn)通路。