Nature:干细胞的“户口”归谁管?研究揭示造血干细胞数量背后的“风险控制”策略 |
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在我们身体这个由亿万细胞构成的精密国度里,血液系统无疑是最繁忙、最富活力的交通网络。红细胞、白细胞、血小板等各类血细胞,如同各式车辆,日夜不息地穿梭于之中,承担着输送氧气、抵御外敌、修复损伤等至关重要的任务。然而,这些血细胞的寿命都是有限的,短则数日,长则数月,便会凋亡代谢。那么,这个庞大的交通系统是如何做到每日更新换代,始终保持动态平衡的呢?答案,就藏在一群被称为 万血之源 的神秘细胞里 造血 (Haematopoietic stem cells, HSCs)。
HSCs是血液王国的 母体细胞 ,拥有分化为所有类型血细胞的潜能,并能通过自我更新来维持自身的数量。它们大多静静地 蛰伏 在骨髓中一个被称为 壁龛 (Niche)的特殊微环境里。早在上世纪70年代,著名学者斯科菲尔德 (Schofield) 就提出了经典的 壁龛模型 :他将HSCs比作 房客 ,而壁龛则是 公寓 。这个模型认为,骨髓中 公寓 的数量是有限的,只有当一间公寓空出来(例如,通过放疗或化疗清除了原有的HSCs),新的HSC 房客 才能 拎包入住 。因此,一个生物体内HSCs的总数,主要由壁龛的总容量所决定。这个理论简洁而优雅,在很长一段时间里被奉为圭臬。
然而,随着研究的深入,一个令人困惑的矛盾浮出水面:研究人员发现,骨髓中能够扮演 公寓 角色的壁龛细胞,其数量远远超过了HSC 房客 的数量,甚至可能高出数个数量级。这就好比一个城市里有成千上万套空置的豪宅,但常住居民却寥寥无几。如果 房源 如此充裕,那又是什么因素限制了HSC的总人口呢?难道经典的 壁龛模型 并不完全正确?
8月27日,《Nature》的研究报道 Haematopoietic stem cell number is not solely defined by niche availability ,系统性地回答了这一悬而未决的核心问题。研究团队通过一系列巧妙的实验设计,提出了一个颠覆性的新观点:HSCs的数量并非简单地由壁龛的有无决定,而是受到一种系统性 (systemic)和局部性 (local)的双重调控。这就像一个国家的总人口不仅受到中央政府的宏观调控,每个城市也有自己的人口承载上限。这项研究不仅重新定义了我们对HSC数量调控的基本认知,也为血液疾病治疗和再生医学领域带来了全新的启示。
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