ISU 科学家获得政府200万美元拨款以推进血液干细胞研究

研究可能会导致血液病再生医学的进步。

多年来，科学家们一直没有发现产生患者血细胞来治疗血液疾病的能力，但最近获得的一项美国联邦政府的拨款可以帮助爱荷华州立大学的科学家采取关键步骤，将这种可能性变为现实。

爱荷华州立大学（Iowa State University; ISU，创建于1858年，位于爱荷华州艾姆斯(Ames)，是久负盛名的学术联盟美国大学协会（AAU）成员校，被卡耐基基金会列为最高等级的特高级研究大学（R1: Doctoral Universities – Very High Research Activity)。

遗传学、发育和细胞生物学助理教授 Raquel Espin Palazon 领导一个跨学科研究小组，研究当细胞因受伤或感染而发生炎症时触发的遗传途径。Espin Palazon 说，遗传途径在造血干细胞或有可能发展成所有人类血细胞类型的未分化细胞的发育中也发挥着重要作用。

近期，研究人员从美国国立卫生研究院获得了一项为期 5 年、大约 200 万美元的资助，以在他们研究人类细胞和炎症信号通路的工作的基础上再接再厉，Espin Palazon 表示，这项工作显示出激发再生医学新进展的巨大潜力。

医疗用途

这个概念听起来很简单。

患有白血病或贫血等血液疾病的患者通常需要从健康供体移植的造血干细胞。这些健康的移植造血干细胞能够重新填充患者的整个血液系统，从而治愈疾病。然而，供体稀缺，造血干细胞移植仍然是一种高风险的治疗方法，往往会导致患者出现并发症，包括死亡。

Espin Palazon 说，如果医生可以从患者身上产生健康的血细胞，用于随后的移植治疗疾病，那将是理想的选择。这样做可能需要健康细胞经历一个将它们转化为干细胞的过程，然后可以将其转化为治疗所需的任何细胞类型。

Espin Palazon 说，科学家们尚未发现使这些转变成为可能所需的所有分子变化。但她之前的研究发现，炎症通路可能发挥重要作用。当细胞受伤或受到感染时，该途径会激活反应以帮助细胞抵抗感染。

Espin Palazon 发现，仅在出生前在子宫中产生的造血干细胞在发育的关键阶段激活相同的途径来产生干细胞。在未来的研究中关注这一途径可以解锁产生无穷无尽的患者特定血液干细胞来源的可能性，这些干细胞将被移植到患者体内以治愈血液疾病。她说，创建患者特异性造血干细胞将克服造血干细胞移植带来的挑战。

“我们希望能够在分子水平上了解这些炎症信号在做什么，”Espin Palazon 说。“我们不知道为什么需要它们，也不知道它们在细胞中发生了什么变化以产生造血干细胞，因此我们将尝试了解这一点以及所需的时间。”

Espin Palazon 说，目前尚不清楚炎症通路与干细胞产生的联系，但研究发现了一些线索。研究人员假设该途径保留了细胞的干性，或表征干细胞的未分化状态。一旦细胞分化，它们只能发挥有限的功能，不能恢复成干细胞。

“我们认为炎症信号对于将细胞保持在干细胞阶段很重要，因此它们不会分化成成熟细胞，”她说。

她说，时间是这个难题的关键部分。该通路可能在胚胎发育的关键阶段被触发以产生干细胞，因此科学家们将不得不准确解开何时激活该通路以诱导细胞发生所需的变化。

研究人员将在实验室环境中研究人类血细胞以及斑马鱼的血细胞，以回答他们的问题。Espin Palazon 说，斑马鱼是优秀的模式生物，因为它们的胚胎是透明的并且在外部发育，可以在显微镜下轻松观察它们的发育。

研究团队的其他人员包括遗传学、发育和细胞生物学兼职助理教授克莱德坎贝尔；Karin Dorman，统计学和遗传学、发育和细胞生物学教授；Jeffrey Essner，遗传学、发育和细胞生物学教授；和费城儿童医院的 Deborah French。