生物通報道：最近，由加州大學洛杉磯分校（UCLA）Eli and Edythe Broad再生醫學和干細胞研究中心成員Hanna Mikkola博士帶領的一個科學家小組，發現了一個蛋白質，可能對于人類發育過程中造血干細胞的自我復制不可或缺。相關研究結果發表在最近的《Cell Stem Cell》雜志。

這一發現為研究人員在實驗室中制備更接近于自然環境中發育的造血干細胞，奠定了基礎。這項研究使我們能夠制備患者特異性的造血干細胞用于移植，可能會為血液相關疾病和癌癥帶來改進的療法。

長期以來，研究人員一直都想將細胞療法更加廣泛地用于血液和免疫疾病，但是受到了挫折，因為我們無法在實驗室培養物中產生和擴增人造血干細胞（HSCs）。他們試圖利用多能干細胞（PSCs，能夠轉變成人體中的幾乎任何一種細胞），來克服這一障礙。HSCs是造血細胞，充當PSCs和血液系統完全分化細胞之間的關鍵聯系。HSCs自我更新（復制自我）和分化為所有血細胞類型的能力，部分是由干細胞所來源的環境決定，稱為小生境（niche）。

在為期5年的研究中，Mikkola、Sacha Prashad和Vincenzo Calvanese博士研究了一個HSC表面蛋白，稱為GPI-80。他們發現，該蛋白是由一個特定的人類胎兒造血細胞亞群產生的，這類細胞是能夠自我更新和分化為各種血細胞類型的唯一細胞群。他們還發現，這一造血干細胞亞群是能夠永久融入受體小鼠血液系統并蓬勃生長的唯一細胞群。

Mikkola及其同事還發現，GPI-80可在人HSC發育和遷移的多個階段識別HSCs。這些階段包括胎兒發育的早期妊娠期，此時新生成的人類造血干細胞可以發現于胎盤中，和第二個中期妊娠期，此時HSCs在胎兒肝臟和胎兒骨髓中積極復制。

UCLA分子、細胞和發育生物學副教授、Jonsson綜合癌癥中心成員Mikkola指出：“我們發現，無論我們研究的HSC小生境是什么樣，我們都可以把GPI-80當作發現干細胞的最好決定因素，因為它在產生并聚集在不同的造血組織中。此外，GPI-80缺失，可引起干細胞分化為成熟的血細胞，而非HSCs。這本質上告訴我們，GPI-80肯定參與了HSCs生產。我們現在有一個非常獨特的標記，來探討人類造血細胞是如何發育、遷移和起作用的。”

Mikkola的研究小組，正在根據GPI-80標記探索人類HSC發育和PSC分化的不同階段，并比較血液干細胞如何在培養基（體外）中產生和自然環境產生（體內）。這為科學家把PSCs重定向為患者特異性HSCs、移植入患者體內而無需找到合適供體，鋪平了道路。

Mikkola表示：“現在，我們可以把GPI-80作為一種標記，來分離不同發育階段的人類造血干細胞，這可以作為一種指南，來確定和克服體外人HSCs的制備障礙，而體外制備從來未曾成功過。現在我們可以更好地了解缺失的分子元素（體外衍生細胞沒有），這對于滿足患者移植的功能和安全標準至關重要。”

（生物通：王英）

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生物通推薦原文摘要：
GPI-80 Defines Self-Renewal Ability in Hematopoietic Stem Cells during Human Development
Summary: Advances in pluripotent stem cell and reprogramming technologies have given us the hope of generating hematopoietic stem cells (HSCs) in culture. To succeed, greater understanding of the self-renewing HSC during human development is required. We discovered that the glycophosphatidylinositol-anchored surface protein GPI-80 defines a subpopulation of human fetal liver hematopoietic stem/progenitor cells (HSPCs) with self-renewal ability. CD34+CD38lo/−CD90+GPI-80+ HSPCs were the sole population that maintained proliferative potential and an undifferentiated state in stroma coculture and engrafted in immunodeficient mice. GPI-80 expression also enabled tracking of HSPCs once they emerged from endothelium and migrated between human fetal hematopoietic niches. GPI-80 colocalized on the surface of HSPCs with Integrin alpha-M (ITGAM), which in leukocytes cooperates with GPI-80 to support migration. Knockdown of GPI-80 or ITGAM was sufficient to compromise HSPC expansion in culture and engraftment in vivo. These findings indicate that human fetal HSCs employ mechanisms used in leukocyte adhesion and migration to mediate HSC self-renewal.