《自然》子刊新研究揭示造血干细胞首次进入骨髓的调控机制

造血干细胞（Hematopoietic Stem Cell, HSC）就像血液的“种子”，能够通过增殖和分化产生几乎所有类型的血液细胞。因此，在放、化疗后进行造血干细胞移植，已广泛应用于多种恶性血液疾病的治疗。

在成年哺乳动物体内，造血干细胞主要存在于骨髓中，其维持、静息和增殖等行为受到骨髓微环境的调控。那么，这颗“种子”是如何在骨髓这片“土壤”扎根的呢？对于造血干细胞植入骨髓机制的研究，有助于提高造血干细胞移植效率。

近日，由德国马普研究所、华南理工大学医学院和中国科学院广州生物医药与健康研究院等单位合作完成的一项新研究发现：在造血干细胞发育过程中，动脉血管调控造血干细胞首次进入胚胎期骨髓。研究成果发表在《自然》旗下的Nature Communications杂志上。

研究人员指出，对于成年动物造血干细胞和骨髓微环境的相互作用，已有较深入的研究，但胚胎期骨髓微环境如何调控造血干细胞的行为鲜为人知。因此，他们首先通过单细胞测序对成年期和胚胎期的骨髓微环境进行了对比。分析发现，造血干细胞和骨髓微环境的细胞组成和分子相互作用方面在胚胎期与成年期差异巨大。例如，成年重要的微环境Lepr+细胞在胚胎期几乎不存在，自然也不发挥微环境功能。

研究人员利用遗传操作小鼠进行分析发现，与成年期不同，胚胎期骨神经并不发挥造血干细胞微环境的作用。缺少骨神经并不显著影响骨髓中造血干/祖细胞（Hematopoietic Stem and Progenitor Cell, HSPC）的数量。

▲造血干细胞和骨髓微环境在胚胎期与成年期存在的巨大差异（图片来源：参考资料[1]）

实验结果揭示，骨动脉才是胚胎期关键的微环境细胞。在小鼠胚胎发育第16.5天，绝大多数造血干/祖细胞都位于动脉血管旁。此时的骨髓动脉可以释放信号分子Wnt2，动脉来源的Wnt信号影响造血干/祖细胞的扩增。

利用重组蛋白Wnt2在体外处理造血干/祖细胞，可以促进造血干/祖细胞的增殖，增强造血干/祖细胞形成体外克隆的能力。这些结果表明，胚胎期特异的微环境因子Wnt2有提高移植早期效率的作用。

▲胚胎期造血干细胞聚集于动脉血管旁（图片来源：参考资料[1]）

注：原文有删减

参考资料：

[1] Yang Liu et al., (2022) A specialized bone marrow microenvironment for fetal haematopoiesis. Nature Communications. Doi: https://doi.org/10.1038/s41467-022-28775-x