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造血干细胞体外扩增有新策略

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核心提示:中国医学科学院血液病医院、中国医学科学院血液学研究所高瀛岱团队和清华大学杜亚楠合作,建立了基于仿生微环境载体的人造血干细胞的扩增策略,实现了不同来源造血干细胞的体外扩增,并揭示了人巨核偏向造血干细胞的
中国医学科学院血液病医院、中国医学科学院血液学研究所高瀛岱团队和清华大学杜亚楠合作,建立了基于仿生微环境载体的人造血干细胞的扩增策略,实现了不同来源造血干细胞的体外扩增,并揭示了人巨核偏向造血干细胞的存在及其免疫表型,为造血干细胞体外扩增和异质性研究提供了新观点。4月18日,相关论文在《自然·通讯》上在线发表。

  造血干细胞可以造血干细胞治疗血液类疾病,但临床上常面临数量不足的困境。如何高质高效地实现造血干细胞扩增是造血领域的研究热点。在此次研究中,研究人员制作了在刚性、孔径大小、材料等方面仿生骨髓微环境的仿生微载体,并将这些载体添加到细胞培养体系中。结果发现,这种仿生微载体可以以脐带血CD34﹢细胞、脐带血、外周血和骨髓单核细胞等多种来源细胞为原料,扩增出较原始的造血干细胞亚群。通过极限稀释移植实验得出,这种仿生微载体将功能性造血干细胞扩增了5.01倍。

  于是,研究人员使用这种方法培养再生障碍性贫血患者来源的骨髓单核细胞,得到的新细胞可重新恢复已丧失的免疫缺陷小鼠体内造血重建能力。接下来,在生物反应器内应用该扩增策略后,实现了脐带血单细胞核为起始细胞的造血干细胞体外规模化扩增,功能性干细胞扩增达7.39倍。

  研究人员进一步检测了仿生微载体对巨核系造血能力的影响,发现在极限稀释移植中,成功植入的受体小鼠,淋系和髓系几乎全部重建,而仅有不到1/2的受体小鼠能够重建巨核系。这表明,具有重建巨核系的造血干细胞是一个更小的细胞亚群。于是,研究人员进一步解析出该亚群的免疫表型,提出对应的体外扩增体系。

  “不同刚性、孔径和材料的多种载体对比显示,只有合理仿生了骨髓细胞龛时才能够扩增造血干细胞,而且造血干细胞和巨核偏向造血干细胞扩增也需要仿生细胞龛的物理支持。”高瀛岱表示,该研究发现细胞因子微环境的重塑和合理仿生提供的物理支持,对于该体系扩增人的造血干细胞十分关键,为建立临床级造血干细胞体外扩增策略打开了思路,对其广泛应用具有重要意义。

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