來自哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院，圣朱迪兒童研究醫(yī)院等處的研究人員完成了造血干細(xì)胞發(fā)育不同階段的基因表達譜，這將有助于識別指引胚胎干細(xì)胞向造血干細(xì)胞分化的關(guān)鍵因子，為未來干細(xì)胞工程研究提出了重要基礎(chǔ)信息。這項研究公布在Cell Stem Cell雜志上，并被作為封面文章推薦。

　　領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是干細(xì)胞研究領(lǐng)域牛人榜上的上榜研究員George Q. Daley，這位科學(xué)家在多能干細(xì)胞維持全能性的分子機制研究，多能干細(xì)胞向造血細(xì)胞分化等領(lǐng)域都作出了重要貢獻，其實驗室是最早建立人iPS細(xì)胞及病人來源iPS細(xì)胞的實驗室之一，George Q. Daley也曾于2007年擔(dān)任國際干細(xì)胞學(xué)會的主席。

　　之前的研究通過成人造血干細(xì)胞（HSC）及其后代的轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，已經(jīng)揭示出了血液分化的分子機理，以及白血病的發(fā)病機制，但是仍然缺乏針對造血干細(xì)胞發(fā)育過程的一個分析。

　　這篇文章填補了這個空白，Daley等人從2500個小鼠胚胎和成年小鼠中分離純化出了造血干細(xì)胞HSCs發(fā)育過程中的轉(zhuǎn)錄組，從中他們發(fā)現(xiàn)胚胎的造血元件主要集中在三個不同的轉(zhuǎn)錄狀態(tài)特征：限定性卵黃囊（definitive yolk sac），HSCs作用的范圍，以及限定性HSCs。

　　研究人員利用一種網(wǎng)絡(luò)生物學(xué)為基礎(chǔ)的方法，重構(gòu)了HSC發(fā)育的各個階段的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，并且通過斑馬魚胚胎morpholino介導(dǎo)的敲除實驗，功能性驗證了HSC個體發(fā)育過程中的候選轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子。

　　此外研究人員還發(fā)現(xiàn)體外分化的胚胎干細(xì)胞中的HSCs與限定性HSCs很相似，但是如果缺少Notch信號通路，可能會導(dǎo)致淋巴細(xì)胞缺陷。這些分析數(shù)據(jù)構(gòu)建了造血干細(xì)胞的發(fā)育表達圖譜，這將有助于識別HSC發(fā)育過程中的調(diào)控因子，并且能用于造血特向分化的工程學(xué)研究。

　　Daley研究組曾發(fā)現(xiàn)將普通循環(huán)血液中的細(xì)胞經(jīng)過重組，獲得了與胚胎干細(xì)胞從分子和功能上難以區(qū)分的細(xì)胞，這項研究為人們提供了快速得到干細(xì)胞源的途徑以及獲取胚胎干細(xì)胞的替代方法，被譽為革命性的成果。

　　在新完成的研究中，為生成誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，研究人員先從26歲男性志愿者那里采集到血液，并將血液中只生產(chǎn)血細(xì)胞的干細(xì)胞——CD34+細(xì)胞分離出來，然后將它們放在添加了生長因子的環(huán)境中培養(yǎng)6天，以增加它們的數(shù)目。在CD34+細(xì)胞培養(yǎng)期間，研究人員用攜帶重組因子的病毒感染它們，于是通常在胚胎干細(xì)胞中表達的基因?qū)D34+細(xì)胞重新設(shè)置（reset）成胚胎狀態(tài)。兩周后，培養(yǎng)環(huán)境中出現(xiàn)了物理特性同胚胎干細(xì)胞相似的細(xì)胞。

　　為了解這些細(xì)胞是否從功能上也同胚胎干細(xì)胞類似，研究人員決定對CD34+的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的細(xì)胞線進行分析，看看它們帶不帶有干細(xì)胞的“標(biāo)識”。結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)，誘導(dǎo)多能干細(xì)胞表達出了與胚胎干細(xì)胞相同的“標(biāo)識”，并且具有分化成不同特殊類型細(xì)胞的能力。

　　這一新的研究結(jié)果證明，人類血液中的細(xì)胞能夠轉(zhuǎn)變成干細(xì)胞。由于血液十分容易獲得，因此將其轉(zhuǎn)換成多能干細(xì)胞以得到針對病人的特殊干細(xì)胞提供了方便的途徑。他認(rèn)為，干細(xì)胞是重要的研究工具，有朝一日將用于治療人類多種疾病。