과학자들은 인간의 혈액 줄기 세포 발달에 대한 첫 번째 포괄적 인지도를 만듭니다.


배아 대동맥의 새로운 인간 혈액 줄기 세포

배아 대동맥 벽의 특수 내피 세포에서 나오는 인간 혈액 줄기 세포. UCLA의 과학자에 의한 이 과정의 확인은 줄기세포의 세포 기원에 대한 오랜 논쟁을 밝혀냈다. 크레딧: Hanna Mikkola Lab/UCLA, Katja Schenke-Layland Lab/University of Tübingen, Nature

UCLA의 과학자와 동료는 인간 배아에서 혈액 줄기 세포 발달의 각 단계를 추적하는 첫 번째 로드맵을 만들고 실험실에서 완전히 작동하는 혈액 줄기 세포를 생산하기위한 청사진을 과학자에게 제공합니다. 했다.

오늘(2022년 4월 13일) 저널에 게재된 연구 자연백혈병과 같은 혈액암과 겸상 적혈구증과 같은 유전성 혈액 질환의 치료 옵션을 확대하는 데 도움이 될 수 있다고 연구를 주도 한 UCLA의 Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and StemCellResearch 의 Dr.HannaMikkola는 말합니다.

조혈 줄기 세포라고도 불리는 혈액 줄기 세포는 자신의 무제한 사본을 만들고 인체의 모든 종류의 혈액 세포로 분화하는 능력을 가지고 있습니다. 수십 년 동안, 의사는 혈액과 면역 질환의 구명 이식 치료에서 기증자의 골수와 신생아의 제대에서 혈액 줄기 세포를 사용해 왔습니다. 그러나, 이러한 치료법은 일치하는 기증자의 부족에 의해 제한되며, 제대혈에서 줄기 세포의 수가 적기 때문에 방해받습니다.

연구자들은 인간의 다능성 줄기세포로부터 실험실에서 혈액 줄기세포를 만들려고 함으로써 이러한 한계를 극복하기 위해 노력해 왔다. 이것은 신체의 모든 세포 유형을 일으킬 수 있습니다. 그러나 일부는 제한된 혈액세포 유형만 생성할 수 있는 단명한 혈액 전구세포가 아니라 실험실에서 증식한 세포를 자기 복제 혈액 줄기세포로 분화시키기 위한 지시가 과학자에게 없어서 성공 어쩔 수 없는 것이었습니다.

Vincenzo Calvanese와 HannaMikkola

Vincenzo Calvanese(왼쪽)와 Hanna Mikkola는 2012년부터 UCLA에서 혈액 줄기 세포 연구에 협력해 왔습니다. 크레딧: Eddy Marcos Panos (왼쪽). 리드 허친슨/UCLA

캘리포니아 대학 로스앤젤레스 학교의 분자, 세포, 발생 생물학의 교수인 미콜라는 다음과 같이 말합니다. UCLA 존슨 종합암 센터의 멤버.

새로운 로드맵은 연구자가 이식 요법에 사용하기에 적합한 세포를 만드는데 중요한 두 가지 세포 유형의 근본적인 차이를 이해하는 데 도움이 될 것이라고 UCLA의 과학자 Vincenzo Calvanese, UCLA의 산드라와 함께 연구의 공동 필두 저자는 말했다 Capellera-Garcia와 FeiyangMa.

런던 대학 유니버시티 칼리지의 그룹 리더인 칼바네즈는 다음과 같이 말합니다. 익명화된 데이터는 웹 사이트 The Atlas of Human Hematopoietic StemCellDevelopment에서 공개됩니다.

독일 튜빙겐 대학과 호주 머독 칠드런스 연구소의 과학자를 포함한 연구팀은 단일 세포를 사용하여 자원을 만들었습니다.[{” attribute=””>RNA sequencing and spatial transcriptomics, new technologies that enable scientists to identify the unique genetic networks and functions of thousands of individual cells and to reveal the location of these cells in the embryo.

The data make it possible to follow blood stem cells as they emerge from the hemogenic endothelium and migrate through various locations during their development, starting from the aorta and ultimately arriving in the bone marrow. Importantly, the map unveils specific milestones in their maturation process, including their arrival in the liver, where they acquire the special abilities of blood stem cells.

To explain the maturation process, Mikkola compares immature blood stem cells to aspiring surgeons. Just as surgeons need to go through different stages of training to learn how to perform surgeries, immature blood stem cells must move through different locations to learn how to do their job as blood stem cells.

The research group also pinpointed the exact precursor in the blood vessel wall that gives rise to blood stem cells. This discovery clarifies a longstanding controversy about the stem cells’ cellular origin and the environment that is needed to make a blood stem cell rather than a blood progenitor cell.

Now that the researchers have identified specific molecular signatures associated with the different phases of human blood stem cell development, scientists can use this resource to see how close they are to making a transplantable blood stem cell in the lab.

“Previously, if we tried to create a blood stem cell from a pluripotent cell and it didn’t transplant, we wouldn’t know where in the process we failed,” Mikkola said. “Now, we can place the cells in our roadmap to see where we’re succeeding, where we’re falling short and fine-tune the differentiation process according to the instructions from the embryo.”

In addition, the map can help scientists understand how blood-forming cells that develop in the embryo contribute to human disease. For example, it provides the foundation for studying why some blood cancers that begin in utero are more aggressive than those that occur after birth.

“Now that we’ve created an online resource that scientists around the world can use to guide their research, the real work is starting,” Mikkola said. “It’s a really exciting time to be in the field because we’re finally going to be seeing the fruits of our labor.”

Reference: “Mapping human haematopoietic stem cells from haemogenic endothelium to birth” 13 April 2022, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-022-04571-x

The research was supported by the National Institutes of Health, the UCLA Jonsson Cancer Center Foundation, the David Geffen School of Medicine at UCLA, the Swedish Research Council, the European Molecular Biology Organization, the Swiss National Science Foundation and the UCLA Broad Stem Cell Research Center (including support from the Rose Hills Foundation and the center’s training program).



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