造血干細(xì)胞移植是很多惡性腫瘤、免疫、血液病患者重獲新生的希望，提高移植成功率一直是生命科學(xué)家與醫(yī)生追逐的目標(biāo)。
造血干細(xì)胞必須要進(jìn)入到造血組織，才能產(chǎn)生出紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板等“后代”。這個(gè)過程稱為“歸巢”。
用于移植的造血干細(xì)胞的數(shù)量是非常有限的。目前，造血干細(xì)胞的捐獻(xiàn)，需要收集捐獻(xiàn)者上億的造血干細(xì)胞，但實(shí)際能夠發(fā)揮作用的可能只有幾百上千個(gè)。如果能讓盡可能多的造血干細(xì)胞歸巢，就能多一分成功的希望，也使有限的造血干細(xì)胞可以救治更多人。因此，研究清楚歸巢過程，找到其中關(guān)鍵的影響因素，就能給患者帶來更多生的希望。
盡管早在上世紀(jì)五十年代，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了造血干細(xì)胞的歸巢現(xiàn)象，可這群總數(shù)只有數(shù)千個(gè)、直徑只有10微米左右、游蕩在血液中的“小不點(diǎn)”，怎會(huì)乖乖進(jìn)入自己該去的工作站，行使使命的呢？這始終是個(gè)謎。
這個(gè)謎被科學(xué)家解開了！11月20日，《自然》雜志在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究院潘巍峻研究員最新發(fā)現(xiàn)：他們?cè)谌蚵氏韧ㄟ^活體成像觀察到了造血干細(xì)胞歸巢的全過程，還找到了影響其歸巢的關(guān)鍵因素-先導(dǎo)細(xì)胞。
《自然》封面采用了敦煌壁畫中鳳凰棲梧桐的畫面，比喻造血干細(xì)胞就如鳳凰一般，只有歸巢到梧桐樹上，才能完成分化、增殖，實(shí)現(xiàn)自己的使命。
2012年，潘巍峻回國(guó)后，就開始這方面的探索。他的實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)十分年輕，平均年齡只有27.2歲。“過去很多生命科學(xué)的研究，都是在體外做的，這樣獲得的結(jié)果只能是對(duì)真實(shí)生命活動(dòng)過程的一種推斷。”他在接受記者采訪時(shí)說，可要看到造血干細(xì)胞歸巢的過程，是一個(gè)艱難的過程。不過，他幸運(yùn)地找到了一個(gè)觀察的“窗口”——斑馬魚胚胎中的尾部造血組織CHT，一個(gè)功能類似人類胎兒肝臟的器官，是斑馬魚新生造血干細(xì)胞首先歸巢的地方。
CHT只有長(zhǎng)不過300微米，厚度只有80微米，正好能被高分辨率的激光共聚焦掃描顯微鏡看個(gè)透徹。“就像衛(wèi)星可以俯視地面，這讓我們可以監(jiān)視整個(gè)器官內(nèi)的活動(dòng)，然后找到一些核心區(qū)域，去察看更精細(xì)的結(jié)構(gòu)。”潘巍峻說，除了看到結(jié)構(gòu)，他們還運(yùn)用了流體力學(xué)的原理，來測(cè)量細(xì)胞在血液中行進(jìn)的速度，進(jìn)行了大量的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，才發(fā)現(xiàn)了造血干細(xì)胞歸巢的時(shí)空規(guī)律。
原來，造血干細(xì)胞的歸巢之路是這樣的：斑馬魚胚胎中，在心臟泵出的血液的沖刷下，造血干細(xì)胞在主動(dòng)脈血管腹側(cè)壁誕生了。它循著血液在體內(nèi)流轉(zhuǎn)，當(dāng)它經(jīng)過CHT時(shí)，這里的血管內(nèi)皮細(xì)胞上有一種粘附分子，讓高速奔流的造血干細(xì)胞降速。減速之后的造血干細(xì)胞來到血管的“三岔路口”時(shí)，就會(huì)遇到在路口轉(zhuǎn)圈巡邏的先導(dǎo)細(xì)胞。它們是巨噬細(xì)胞的一種亞型，以前還從未被報(bào)道過。這些先導(dǎo)細(xì)胞帶有血管細(xì)胞黏附分子VCAM-1，它就像魔術(shù)扣一樣，對(duì)準(zhǔn)造血干細(xì)胞身上的另一半“魔術(shù)扣”ITGA4搭上去，將造血干細(xì)胞帶到附近的靜脈微血管中——就這樣，造血干細(xì)胞就完成了“歸巢”。這是世界上首先發(fā)現(xiàn)造血干細(xì)胞熱點(diǎn)區(qū)域的三維精細(xì)結(jié)構(gòu)。
有時(shí)，先導(dǎo)細(xì)胞也會(huì)將造血干細(xì)胞固定到血管壁，此時(shí)血管壁會(huì)掀起一片薄膜，半包住造血干細(xì)胞，這也是造血干細(xì)胞歸巢的一種方式“我們統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，有75%的造血干細(xì)胞通過進(jìn)入靜脈微血管發(fā)生停留。而其余則通過被血管壁半包住而發(fā)生停留。而造血干細(xì)胞的增值、分化是以造血干細(xì)胞停留為前提的。”
該工作不僅回答了“體內(nèi)的造血干細(xì)胞歸巢如何發(fā)生”這一世界造血干細(xì)胞研究領(lǐng)域的科學(xué)問題，而且發(fā)現(xiàn)了對(duì)于造血干細(xì)胞歸巢起關(guān)鍵引導(dǎo)作用的“先導(dǎo)細(xì)胞”，為提高造血干細(xì)胞移植效率的轉(zhuǎn)化研究提出了新理論，開創(chuàng)了新思路?！蹲匀弧焚Y深編輯和審稿人都認(rèn)為，該發(fā)現(xiàn)對(duì)推動(dòng)造血干細(xì)胞移植將有非常重要的參考價(jià)值。
潘巍峻研究員說，做科研也如同細(xì)胞命運(yùn)，要有可塑性，在不斷的遷徙與學(xué)習(xí)中，學(xué)到各種知識(shí)和技能，最終為實(shí)現(xiàn)科學(xué)上的突破做好準(zhǔn)備。
