據(jù)最新一期《科學(xué)信號(hào)》雜志報(bào)道,德國(guó)康斯坦茨大學(xué)與英國(guó)倫敦瑪麗女王大學(xué)的研究人員首次識(shí)別出一種關(guān)鍵分子信號(hào),即趨化因子CXCL12,其可誘導(dǎo)紅細(xì)胞前體排出細(xì)胞核,這一過(guò)程是紅細(xì)胞成熟的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這一發(fā)現(xiàn)將為大規(guī)模生產(chǎn)人工血液提供新路徑。
盡管人工造血研究已持續(xù)數(shù)十年,但相關(guān)技術(shù)遲遲未能實(shí)現(xiàn)臨床規(guī)模應(yīng)用。其關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于,人體內(nèi)自然生成血液的機(jī)制極其復(fù)雜,仍未被完全理解。
在人體內(nèi),血液是在骨髓中自然生成。干細(xì)胞逐步發(fā)育為紅細(xì)胞前體細(xì)胞,最終變成紅細(xì)胞。紅細(xì)胞前體細(xì)胞在發(fā)育為成熟紅細(xì)胞前,需將細(xì)胞核排出,以騰出空間容納更多血紅蛋白,從而更高效運(yùn)輸氧氣。這個(gè)過(guò)程僅見(jiàn)于哺乳動(dòng)物。
研究人員表示,血液生成講究“天時(shí)地利”。他們發(fā)現(xiàn),主要存在于骨髓中的趨化因子CXCL12可誘導(dǎo)紅細(xì)胞前體細(xì)胞排出細(xì)胞核。這一過(guò)程必須精準(zhǔn)把握時(shí)間點(diǎn),并與多種因子協(xié)同作用。研究人員在適當(dāng)時(shí)機(jī)將CXCL12添加到紅細(xì)胞前體細(xì)胞中,就能成功觸發(fā)這一關(guān)鍵過(guò)程。
研究顯示,與大多數(shù)細(xì)胞在CXCL12刺激下產(chǎn)生遷移不同,紅細(xì)胞前體細(xì)胞則將這一信號(hào)分子主動(dòng)運(yùn)送至細(xì)胞內(nèi)部,甚至進(jìn)入細(xì)胞核,進(jìn)而加速成熟并促使其排核。
這一發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是人工血液研究中的一項(xiàng)重大突破,有望極大提高人工造血的效率。研究人員表示,若未來(lái)實(shí)現(xiàn)人工血液的大規(guī)模、個(gè)性化生產(chǎn),不僅可緩解血源短缺,還將推動(dòng)稀有血型的定向合成,甚至實(shí)現(xiàn)患者自體血液再生,用于癌癥、遺傳病等多種疾病的精準(zhǔn)治療。