终生的血液生产取决于出生前形成的数百个细胞

（左起）通讯作者Shannon McKinney-Freeman博士，合着者兼统计学家David Finkelstein博士，第一作者Miguel Ganuza博士 

像家谱学家一样填补了家谱中的空白，圣裘德儿童研究医院的科学家们已经确定，终生的血液生产依赖于比先前报道的更多的数百个“祖先”细胞。这项研究的重点是造血干细胞的产前来源，今天出现在“ 自然细胞生物学 ”期刊上。

造血或造血干细胞负责终生生产血液。细胞有能力在体内制造任何类型的血细胞。造血干细胞在治疗上用于恢复接受骨髓移植治疗癌症和其他疾病的患者的血液产生和免疫力。了解胎儿发育期间血液系统如何出现提供了洞察生命早期发生的婴儿白血病和其他血液疾病的起源。

其他使用不同方法的研究人员将终生哺乳动物血液生产与胎儿发育期间出现的少数先兆或“祖先”细胞联系起来。在这项研究中，St. Jude的研究人员使用了颜色编码的细胞标记系统和数学模型来表明，在小鼠中，血液形成干细胞来自约500个前体细胞，而不是少于10个。尽管血液系统发育是相同的小鼠和人，前体细胞在人类中的数量可能至少大10倍。

通讯作者香农·麦金尼·弗里曼（Shannon McKinney-Freeman）博士说：“以前的所有研究都报告说，很少有前体细胞参与建立血液系统。，圣裘德血液学部的助理成员。“但是这项研究中的数据显示，实际上有数百个细胞参与其中，发育中的血液系统更为复杂，可能部分受到发育后期监管瓶颈的影响，限制了造血干细胞的数量。 ”

这些发现也有临床意义。她说：“了解血液系统如何出现，包括所涉及的祖细胞的数量和复杂性，将有助于我们揭开疾病的起因，并鉴定可能对致病突变敏感的细胞。

造血干细胞来自在出生前发育的不同阶段出现的前体细胞。随着发展的继续，细胞专门化，成为心脏，肾脏，血液等器官。

以前的研究使用从发育中的小鼠收集或移植的细胞来分离新兴的哺乳动物血液系统。这些方法要求打乱血液系统的正常发展。结果表明，只有极少数的血液干细胞从发育中的哺乳动物主动脉中出现，行进到胎儿肝脏并在迁移到骨髓之前显着扩张。

对于这项研究，第一作者Miguel Ganuza博士是McKinney-Freeman实验室的博士后研究员，他改编了一个用于研究实体瘤细胞构成的系统。多色标记系统由在特定开发窗口期间表达的基因激活。

Ganuza使用该系统来标记和追踪来自小鼠不同发育阶段的前体细胞的命运。Ganuza说：“我们想知道当我们知道关于细胞命运的重要决定时，处于不同发育阶段的不同祖细胞发生了什么。

圣犹达计算生物学系的合着者兼统计学家David Finkelstein博士使用数学模型从成年小鼠的外周血反向追踪早期，中期和晚期前体细胞的贡献产前发展。

结果显示，远比预期的更多的前体细胞有助于成年小鼠中的血液干细胞群体。这些发现还提出了有关胎儿肝脏在血液系统形成中的作用的问题。

McKinney-Freeman说：“几十年来，胎儿肝脏被认为是血液干细胞数量急剧增加的地方。“这项研究的结果提出了关于这个模型的问题，甚至提出胎儿肝脏发育瓶颈的存在或限制血液干细胞群发展的后期阶段。

她说：“这是科学最有趣的时候，当你看到你没想到的事情。

McKinney-Freeman说，虽然出乎意料，但新出现的血液系统的大小和复杂性在发展上是有意义的。她说：“在不同的发育阶段产生数百个祖细胞意味着生物体有更大的灵活性来适应随着发育进程可能出现的问题和问题。

其他研究作者是圣犹达的 Trent Hall，Ashley Chabot和Guolian Kang 。

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