科学家发现造血干细胞归巢秘密：有望破解肿瘤转移

中国科学家率先揭开造血干细胞“回家”的秘密，首次发现其领路人。干细胞“回家”又被称为“归巢”，对维持或重塑其细胞命运至关重要。

11月20日上午，澎湃新闻（www.thepaper.cn）从中国科学院上海营养与健康研究院获悉，该院潘巍峻研究员带领其研究团队，在国际上首次高清晰解析了体内造血干细胞归巢的完整动态过程，该研究成果于北京时间2018年11月20日凌晨在国际知名学术期刊Nature（《自然》）在线发表。

这是由中国科学家独立完成的原创性科学发现，研究过程中突破了现有理论及研究体系，为提高造血干细胞移植效率的转化研究提出了新理论，开创了新思路。

中科院分子细胞卓越创新中心/生物化学与细胞生物学研究所研究员景乃禾点评称，这一研究成果在临床上的应用前景巨大，比如对癌症的研究和治疗。众所周知，肿瘤的原发癌对患者没那么危险，通过手术等摘除即可，但肿瘤细胞转移后形成的次生癌很可怕。那么，肿瘤细胞是怎么迁移的？这跟造血干细胞的归巢很相像。该研究成果有望对肿瘤细胞的转移带来新的启示，这是该研究成果的重大意义之一。

景乃禾还说，此外，该研究成果对血液病，如白血病的治疗带来新的希望。白血病原来被叫做血癌，常见的治疗方案是因为骨髓移植，用“好”的骨髓（造血干细胞）替换“坏掉”的骨髓。但移植后这些造血干细胞能不能归巢，能不能在患者体内增殖、发挥作用，人们以前不知道，只能碰运气、多移植一些骨髓。但有了这一成果，有望实现精准移植，精准调控，因此可能大大提高骨髓等干细胞移植的效率、成功率，移植中被浪费的干细胞也更少，也有望大大改善其治疗效果。

景乃禾表示，这是一个基础研究的突破，未来会在维护人类健康上发挥重要作用。

“先导细胞”引导造血干细胞进入血管微环境的原理图（紫色细胞为“先导细胞”，VC指示静脉微血管，绿色代表血管）

为攻克这一科技难题，潘巍峻研究员带领其团队历时6年，首创了一套全新研究体系，在国际上率先采用可变色荧光蛋白建立了造血干细胞标记系统，在高分辨率共聚焦荧光显微镜下，可以长时程活体观察、追踪，从宏观到微观，生动地呈现了造血干细胞从诞生到归巢的全过程。

研究人员经过对大规模长时程活体成像的统计分析，发现了造血干细胞归巢的时空规律及“热点区域”，并结合精细成像和三维重构技术，首次揭示了体内造血干细胞归巢微环境的独特微血管结构。

在研究过程中，他们还意外地发现了一种全新的微环境细胞，并将其命名为“先导细胞”。这类细胞是一种之前未被定义过的巨噬细胞新亚型，存在于归巢“热点区域”附近，它们可以识别进入造血组织的造血干细胞并将其引入特定的血管结构中，从而实现造血干细胞的归巢。

该工作不仅回答了“体内的造血干细胞归巢如何发生”这一世界造血干细胞研究领域的重大科学问题，而且发现了对于造血干细胞归巢起关键引导作用的“先导细胞”。该研究也开启了国际上造血干细胞领域的在体长时程、高分辨研究新时代。