干細胞命運調控者

一些不同的脊椎動物模型研究表明，造血干細胞至少部分起源于*功能性胚內血管：背主動脈（DA）。然而，對于在背主動脈中促進造血干細胞生成的細胞類型和信號分子卻并不是很清楚。包括椎骨和骨骼肌在內的許多組織的前體——一種叫做體節(jié)（somite）的結構參與了這一發(fā)育過程的多個階段。

來自上海雙博生物科技有限公司的研究人員利用一種叫做choker的斑馬魚突變體，調查了體節(jié)在背主動脈和HSCs發(fā)育中所起的作用。在choker斑馬魚中來自體節(jié)組織的信號存在缺陷。研究人員發(fā)現(xiàn)，choker斑馬魚包含一個有缺陷的meox1基因，這一基因通常表達于體節(jié)之中。隨后，他們在這些突變體中檢測了HSC的形成。讓研究人員感到驚訝地是，相比于野生型的斑馬魚這些突變體中具有更多的HSCs。

隨后，研究人員利用一些遺傳學工具對體節(jié)內細胞的后代細胞進行了追蹤。他們發(fā)現(xiàn)，一部分的斑馬魚體節(jié)細胞生成了排列在背主動脈上的內皮細胞。研究人員將這一祖細胞群命名為endotomal細胞。通過下調meox1的功能揭示出，這一基因抑制了體節(jié)中的endotomal細胞形成。并且，研究人員還發(fā)現(xiàn)endotomal自身并不能生成HSCs，而是幫助了其他的內皮細胞變?yōu)?/span>HSCs。

與之相一致，耗盡endotomal來源的內皮細胞可導致HSCs數(shù)量顯著減少。這一結果部分程度上是由于Cxcl12b信號蛋白減少所致。當研究人員采用化學或遺傳方法抑制Cxcl12b功能時，他們看到HSC數(shù)量急劇減少。

除了一些分泌因子，遷移細胞和體節(jié)組織之間直接的物理相互作用有可能也調控了造血干細胞（HSC）的生成。在第二篇Nature論文中，來自加州大學圣地亞哥分校的一個研究小組報告稱，發(fā)現(xiàn)一些叫做Jams的細胞粘附蛋白參與了HSC前體細胞與體節(jié)之間的相互作用，它們是HSC形成的必要條件。

他們發(fā)現(xiàn)側板中胚層中的一些內皮前體細胞在沿著體節(jié)表面朝著形成的背主動脈遷移時表達了jam1a，而體節(jié)則表達了jam2a。兩種Jam蛋白物理互作，促進了細胞間強有力的接觸。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，體節(jié)表達了deltaC和deltaD基因，這兩種基因編碼了一些Notch結合蛋白，而遷移的內皮前體細胞表達Notch蛋白。在機體的許多情況下Notch信號都參與了細胞間的通訊。研究人員證實，抑制jam1a可導致Notch信號和HSCs喪失，而激活內皮前體細胞中的Notch信號可以恢復這些胚胎中的HSC形成。由Jam介導的細胞間強有力的互作有可能促進了內皮前體細胞中的Notch信號激活。這項研究表明，在HSC前體細胞遷離側板中胚層的過程中Notch信號對于它們至關重要。

這兩項研究均證實了體節(jié)在HSC形成中起關鍵作用。造血干細胞是一群維持生命體正常生理功能所必需的多能造血祖細胞，可以發(fā)育成各種成熟的血細胞，包括：紅細胞、髓系細胞和淋系細胞等。研究人員表示，深入地了解胚胎HSC的形成機制，將有助于推動利用它們來生成不同的血細胞，滿足各種血液相關疾病的需求。