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澳大利亞的血幹細胞研究可以幫助改變幹細胞醫學的未來。
來源：科學共享圖庫
新南威爾士大學悉尼分校的兩項新研究揭示了血幹細胞的前體如何在動物和人類中出現，以及如何人工誘導它們。
在《細胞報告》上發表的一項研究中，研究人員展示了在實驗室使用微流體設備模擬胚胎跳動的心臟如何導致人類造血或血幹細胞的發展。
《自然細胞生物學》的第二項研究揭示了小鼠胚胎中負責主動脈內血幹細胞的產生。
這兩項研究都是了解血幹細胞的產生方式、時間、地點和哪些細胞的重要步驟，這有朝一日可以消除捐贈者輸血或幹細胞移植的需求。
什麼是血幹細胞？
造血或血幹細胞是在稱為造血過程中產生所有其他血細胞的細胞——從白細胞和紅細胞到血小板等。在治療（如化療和放射治療）殺死患者自己的幹細胞後，通常對一些癌症患者進行造血幹細胞移植。
造血圖。來源：科學共享圖庫
在過去的幾十年里，科學家一直試圖在實驗室製造血幹細胞，以解決捐贈者血幹細胞短缺的問題。
通常移植中使用的血幹細胞需要與患者具有相同組織類型的捐贈者。
從多能幹細胞系製造血幹細胞將解決這個問題，而無需組織匹配的捐贈者，為治療血癌或遺傳疾病提供充足的供應。
多能幹細胞有能力產生許多不同類型的細胞，包括血幹細胞，但只能來自動物或人類胚胎。另一方面，誘導的多能幹細胞通過基因操縱直接從體細胞（已經分化為細胞類型的成體細胞）中產生。
但科學家在實驗室里仍然可以學到很多東西。
模仿人類心臟的微型設備
科學家已經知道，心臟主動脈內皮細胞在胚胎髮育中會變成血幹細胞。
《細胞報告》研究的第一作者、生物醫學工程研究生院博士後研究員李晶晶博士表示：「部分問題是，我們仍然沒有完全了解胚胎髮育期間微環境中發生的所有過程，這些過程導致胚胎髮育中大約在第32天產生血幹細胞。」
「因此，他們製作了一個模擬心臟跳動和血液循環的設備，以及一個軌道搖晃系統，當血細胞通過設備或在盤子中移動時，會引起細胞的剪切壓力或摩擦。」
3厘米乘3厘米的微流體裝置不僅創造了血液幹細胞前體，這些前體隨後進行造血並分化為不同的血細胞，還創造了胚胎心臟環境的組織細胞，這對這個過程至關重要。
「研究表明，他們可以生成一個可以形成所有不同類型血細胞的細胞。它與主動脈內襯的細胞密切相關——所以他們知道它的起源是正確的——並且它會增殖。」
「他們正在使用生物反應器來擴大這些細胞的製造規模。」
來源：新南威爾士州悉尼李景靜
模擬胚胎心跳和血液循環的微流體裝置。細胞播種通道由紅色食品染料指示，而心室收縮控制通道和循環閥控制通道分別由藍色和綠色食品染料表示。
如何在胚胎中產生血幹細胞
來自新南威爾士大學醫學和衛生的研究人員也在對小鼠進行自己的研究，以確定調節這一過程的細胞。
他們發現，被稱為「Mesp1衍生的PDGFRA+基質細胞」的細胞可以將胚胎細胞和成人內皮細胞轉化為血細胞。
雖然在將其轉化為臨床實踐之前，還需要進行更多的研究——包括確認人類細胞的結果——但這一發現可以為生成功能正常的造血細胞提供潛在的新工具。
新南威爾士州悉尼威爾士親王臨床學校自然細胞生物學論文的聯合作者John Pimanda教授表示：「使用自己的細胞生成血幹細胞可以消除捐贈者輸血或幹細胞移植的必要性。解鎖自然使用的機制使我們離實現這一目標更近了一步。」
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拓展閱讀：
新幹細胞研究在了解早期胚胎髮育和人體器官移植的未來方面的潛力
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