近日，在发表于《当代基因组学》杂志上的一篇综述中，来自沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学生物和环境科学与工程系的Mo Li等人讨论了从人类多能干细胞中产生能够长期植入并重建血液系统的造血干细胞（HSCs）的最新进展。
重建人类的血液系统可以治疗多种疾病，如血癌、镰状细胞性贫血等。成功的重建需要在患者体内移植造血干细胞，而HSC在到达它们的生态位后，会产生各种类型的血细胞，包括血小板、白细胞和红细胞。在目前的临床实践中，医生主要通过注入来自与患者免疫相容的匹配供体的HSC来实现这一目的。此外，也可以在实验室中扩大培养患者自身的HSC，然后将其重新注入患者体内（体外-体内，自体移植）。
但是，目前这两种治疗手段的效果都受到了若干因素的限制。首先，在异体移植的情况下，由于缺少匹配供体，显著增加了患者的等待时间。其次，由于HSC在培养过程中的增殖潜能有限，无论是异体还是自体HSC的体外扩增都是一项具有挑战性的任务。如果能够从其他来源得到HSC，那么就可以减少对匹配供体的需求，并大量生产功能性的HSC。
2007年，Shinya Yamanaka教授和他的同事证明了体细胞，如皮肤成纤维细胞，可以被重新编程，回到类似于人类胚胎干细胞（hESCs，是在人类囊胚期胚胎中发现的一种细胞，在妊娠期可以贡献到人类胎儿的发育中）的细胞状态。重新编程的细胞被称为诱导多能性干细胞（iPSCs）。除了发育潜力，hESCs和iPSC还具有无限的增殖潜力，这使得它们成为再生医学和造血分化的理想细胞来源。利用hESCs和iPSC可以获得无限数量的HSC，因此，利用它们治疗血液病的潜力也越来越受到人们的关注。
然而，从人类多能干细胞中获得功能性HSC的进展非常缓慢，这是由于我们并不完全了解正常造血的分子机制。在发表在《当代基因组学》的这篇综述中，来自沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学生物和环境科学与工程系的Mo Li等人讨论了从人类多能干细胞中产生能够长期植入并重建血液系统的HSC的最新进展。近年来，干细胞研究在这一领域取得了里程碑式的成就，作者对其意义进行了详细的讨论和分析。
此外，作者还讨论了造血和造血分化中两个非常重要的转录因子——HOX和GATA蛋白家族。它们是主要的转录调控因子，有大量的下游靶点，一旦激活，就会引起细胞身份的显著变化。作者认为，如果我们能够在造血分化过程中对这些家族中某些成员的水平进行精确的时间控制，就可以产生具有长期植入功能的HSC。
最后，作者对未来进行了展望，讨论了新技术的作用。如将来科学家们可以利用失活的Cas9 （dCas9）基因表达控制系统在多能干细胞的造血分化过程中实现对上述关键转录调节因子的精确时间控制，以实现HSC的功能。
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编译：花花 审稿：阿淼 责编：张梦
期刊来源： 《当代基因组学》期刊编号： 1389-2029
原文链接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-12/bsp-mbo123119.php
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