Only Perception: 研究者發現血液幹細胞源自胎盤且受其滋養

2008-03-10

研究者發現血液幹細胞源自胎盤且受其滋養

Researchers find blood stem cells originate and are nurtured in the placenta
http://www.physorg.com/news123944048.html

March 05, 2008

解決了一個存在已久的生物學之謎，UCLA 幹細胞研究者發現血液幹細胞，這種細胞稍後可分化為血液供給中的所有細胞，源自胎盤且受胎盤滋養。

這項發現也許能使研究者模仿特定胚胎的微環境，此為細胞培養中發展血液幹細胞之所需，且能培養它們以用在治療白血病與再生不良性貧血（aplastic anemia）這類疾病，Dr. Hanna Mikkola 說，Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research 的研究者，以及本研究的資深作者。

"這些細胞源自於何處，是個很大的謎，" Mikkola 說，分子細胞與發展生物學助教授。"這是頭一遭我們真能決定性地說，血液幹細胞是在胎盤產生。這是毫無疑問的。"

這項研究發表於 2008 3/6 的 Cell Stem Cell 期刊。Mikkola 實驗室的研究者正複製這項研究，在老鼠模型、在人類身上完成。

"若我們想要完全駕馭胚胎幹細胞的潛力以治療疾病，學習如何製造特定組織的幹細胞對我們來說至關緊要，" Mikkola 說，其亦為 UCLA Jonsson Comprehensive Cancer Center 的研究者。"我們能透過研究胚胎發展時發生了什麼事來學習它。"

科學家現在可取得胚胎幹細胞，這種細胞可變成體內任何類型的組織，並誘使它們變成所有血液供給中的細胞，諸如紅、白血球細胞與血小板。然而，他們無法製造能夠自我增殖的血液幹細胞，而且無法在移植到病患體內時，不要讓它們提早分化（differentiate prematurely）。目前所能實現的唯一方法是利用逆轉錄病毒藉由基因操縱細胞的核管理機制。為了產生可安全用在病患身上的血液幹細胞，科學家學習如何以一種更自然的方式，透過細胞發展所在的環境提供正確的發展線索，以產生能自我更新（self-renew）的血液幹細胞，相當重要。

當前，具有某類型白血病的患者只有一種治癒機會 -- 骨髓移植。然而，幾乎沒有足夠的骨髓捐贈者提供病患最佳的搭配。使用比較不完美的捐贈者相配，會帶有移植 vs. 宿主疾病（GVHD）的風險，在其中，來自於捐贈者的骨髓會攻擊受移植病人的身體。臍帶血包含血液幹細胞，但量不夠大以致於無法移植到成人患者身上，Mikkola 說。

如果研究者能夠培養血液幹細胞，這些細胞將能夠移植給這些病人。血液幹細胞接著將分化成一種新的、健康的血液供給。而且，隨著最近來自於人類皮膚之誘導式多能性幹細胞（induced pluripotent stem cells ，iPS）的成功，一位患者自己的皮膚細胞，或許就能夠用來創造 iPS 細胞。這些細胞將能夠轉變成血液幹細胞，創造出一種免疫相容的血液供給來源，那將消除移植 vs. 宿主疾病的風險。

在她先前的研究中，Mikkola 與哈佛、法國的共同研究者發現，胎盤包含很大一灘血液幹細胞，但並不清楚它們是否源自於他處，然後遷移到胎盤以自我更新。利用一種獨特的老鼠模型，一個沒有心跳的老鼠胚胎，Mikkola 及其團隊才能夠發現血液幹細胞正處於它們起源之處，因為那裡並沒有任何循環流經鼠體。

"利用這種模型，我們確認胎盤有潛力來製造具有完整分化能力的造血（血液）幹細胞，以創造出血球細胞所有主要的譜系（lineages），" Mikkola 說。"胎盤作用如同這些新製造的血液幹細胞的某種幼稚園，賦予它們所需的第一次教育。"

先前已知，血液幹細胞可在背主動脈（dorsal aorta）發現，不過因為位於該處的數量很少，故科學家推論它應當不是胚胎中血液幹細胞的唯一來源。Mikkola 的發現指出，血液幹細胞在胚胎與胎盤的大動脈產生，並移往特定場所，或稱利基（niche，生態區位），在此它們擴展及成熟。

這項最近的研究指出，讓血液幹細胞擴展的第一處利基是胎盤的血管迷路（vascular labyrinth），母親與胎兒之間的氧與養分在此交換。這些發現證明，胎盤庇護著二種不同的微環境，一區是血液幹細胞起源之處，而另一區，迷路，則滋養它們，讓它們數目能夠擴展。這些利基扮演不同角色，而且能提供線索給研究者探索發展血液幹細胞。Mikkola 現在試圖揭開胚胎發展期間，關鍵的生物訊號與線索，那能驅使血液幹細胞產生及擴張，並阻止細胞提早分化。

"迷路是許多生長因子與細胞素的來源，" Mikkola 說。"我們只需要確認當這些細胞在胎盤當中時，滋養它們的這些訊號分子與線索是啥。"

Mikkola 確信這項研究可在人類身上證實。

"我們所學習的每件事，都暗示我們將在人類胎盤中發現同樣的事，" 她說。

※ 相關報導：

＊ The Emergence of Hematopoietic Stem Cells Is Initiated in the Placental Vasculature in the Absence of Circulation
http://www.cellstemcell.com/content/article/abstract?uid=PIIS1934590908000027

Katrin E. Rhodes, Christos Gekas, Yanling Wang,
Christopher T. Lux, Cameron S. Francis, David N. Chan,
Simon Conway, Stuart H. Orkin, Mervin C. Yoder, and
Hanna K.A. Mikkola
Cell Stem Cell, Vol 2, 252-263, 06 March 2008

＊ Major step forward in understanding cell reprogramming
http://www.physorg.com/news122222028.html

＊ Defining Molecular Cornerstones during Fibroblast to iPS Cell Reprogramming in Mouse
http://www.cellstemcell.com/content/article/abstract?uid=PIIS1934590908000659