英國(guó)劍橋大學(xué)科學(xué)家用人類(lèi)干細(xì)胞構(gòu)建出“類(lèi)血細(xì)胞”，這些三維胚胎樣結(jié)構(gòu)能夠模擬人類(lèi)早期發(fā)育的多個(gè)關(guān)鍵階段，包括血液干細(xì)胞的生成。這種“類(lèi)血細(xì)胞”的結(jié)構(gòu)具備自組織能力，發(fā)育約兩周后開(kāi)始產(chǎn)生血液，在實(shí)驗(yàn)室中成功模擬了人類(lèi)胎兒的血液發(fā)育過(guò)程。研究結(jié)果發(fā)表于最新一期《細(xì)胞報(bào)告》雜志。
新人類(lèi)胚胎樣模型重現(xiàn)了器官和血液系統(tǒng)最初形成階段。顯微鏡下觀(guān)察到，這些結(jié)構(gòu)在培養(yǎng)第2天就已自組織形成外胚層、中胚層和內(nèi)胚層，這是人體所有組織和器官發(fā)育的三大基礎(chǔ)胚層。到第8天，模型中出現(xiàn)了跳動(dòng)的心臟細(xì)胞，這些細(xì)胞在真實(shí)胚胎中將最終發(fā)育為心臟。第13天，團(tuán)隊(duì)觀(guān)察到明顯的紅色血斑，進(jìn)一步證實(shí)了功能性血細(xì)胞的生成。他們還驗(yàn)證了這些造血干細(xì)胞能夠分化為多種血細(xì)胞類(lèi)型，包括關(guān)鍵的免疫細(xì)胞。
由于人類(lèi)胚胎在第4周到第5周時(shí)已植入母體子宮，這一階段的發(fā)育過(guò)程在真實(shí)胚胎中無(wú)法直接觀(guān)察。因此，干細(xì)胞衍生的胚胎模型成為研究這一“黑箱”時(shí)期的重要手段。此次所有研究均嚴(yán)格遵守國(guó)際倫理規(guī)范，獲得了倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，并通過(guò)了同行評(píng)審。
團(tuán)隊(duì)表示，當(dāng)培養(yǎng)皿中首次出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的血紅色時(shí)，非常令人激動(dòng)。這一新模型精確復(fù)現(xiàn)了人類(lèi)胚胎中造血系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程，揭示了血細(xì)胞在胚胎生長(zhǎng)中自然形成的機(jī)制，為藥物篩選、早期血液與免疫系統(tǒng)發(fā)育研究，以及血液疾病的建模提供了強(qiáng)有力的工具。
盡管仍處于早期階段，但在實(shí)驗(yàn)室中生產(chǎn)人類(lèi)血細(xì)胞的能力，標(biāo)志著再生醫(yī)學(xué)邁出了關(guān)鍵一步，即利用患者自身的細(xì)胞來(lái)修復(fù)或再生受損組織。這意味著未來(lái)將可以制造出與患者基因完全匹配的血液細(xì)胞，從而避免免疫排斥反應(yīng)，將在個(gè)性化醫(yī)療中展現(xiàn)出巨大潛力。
同時(shí)，類(lèi)血細(xì)胞捕捉到了人類(lèi)發(fā)育過(guò)程中的“第二波”造血事件，由于這一階段能夠產(chǎn)生包括T細(xì)胞在內(nèi)的適應(yīng)性淋巴細(xì)胞，其為研究健康與癌變狀態(tài)下的血液發(fā)育開(kāi)辟了新的路徑。
【總編輯圈點(diǎn)】
科研人員利用人類(lèi)干細(xì)胞，在培養(yǎng)皿里構(gòu)建出一種名為“類(lèi)血細(xì)胞”的三維結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)能逼真地模擬人類(lèi)胚胎早期血液系統(tǒng)形成的關(guān)鍵過(guò)程。它為我們打開(kāi)了前所未有的窗口，可以直接觀(guān)察和理解生命最初階段血液系統(tǒng)如何“從無(wú)到有”。它對(duì)于研究某些先天性疾病或早期妊娠失敗的原因至關(guān)重要。未來(lái)某天，也許我們還能用這種技術(shù)，為白血病等血液病患者提供量身定制、完全匹配的血細(xì)胞或造血干細(xì)胞，從而挽救更多生命。
