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澳大利亚的血干细胞研究可以帮助改变干细胞医学的未来。
来源：科学共享图库
新南威尔士大学悉尼分校的两项新研究揭示了血干细胞的前体如何在动物和人类中出现，以及如何人工诱导它们。
在《细胞报告》上发表的一项研究中，研究人员展示了在实验室使用微流体设备模拟胚胎跳动的心脏如何导致人类造血或血干细胞的发展。
《自然细胞生物学》的第二项研究揭示了小鼠胚胎中负责主动脉内血干细胞的产生。
这两项研究都是了解血干细胞的产生方式、时间、地点和哪些细胞的重要步骤，这有朝一日可以消除捐赠者输血或干细胞移植的需求。
什么是血干细胞？
造血或血干细胞是在称为造血过程中产生所有其他血细胞的细胞——从白细胞和红细胞到血小板等。在治疗（如化疗和放射治疗）杀死患者自己的干细胞后，通常对一些癌症患者进行造血干细胞移植。
造血图。来源：科学共享图库
在过去的几十年里，科学家一直试图在实验室制造血干细胞，以解决捐赠者血干细胞短缺的问题。
通常移植中使用的血干细胞需要与患者具有相同组织类型的捐赠者。
从多能干细胞系制造血干细胞将解决这个问题，而无需组织匹配的捐赠者，为治疗血癌或遗传疾病提供充足的供应。
多能干细胞有能力产生许多不同类型的细胞，包括血干细胞，但只能来自动物或人类胚胎。另一方面，诱导的多能干细胞通过基因操纵直接从体细胞（已经分化为细胞类型的成体细胞）中产生。
但科学家在实验室里仍然可以学到很多东西。
模仿人类心脏的微型设备
科学家已经知道，心脏主动脉内皮细胞在胚胎发育中会变成血干细胞。
《细胞报告》研究的第一作者、生物医学工程研究生院博士后研究员李晶晶博士表示：“部分问题是，我们仍然没有完全了解胚胎发育期间微环境中发生的所有过程，这些过程导致胚胎发育中大约在第32天产生血干细胞。”
“因此，他们制作了一个模拟心脏跳动和血液循环的设备，以及一个轨道摇晃系统，当血细胞通过设备或在盘子中移动时，会引起细胞的剪切压力或摩擦。”
3厘米乘3厘米的微流体装置不仅创造了血液干细胞前体，这些前体随后进行造血并分化为不同的血细胞，还创造了胚胎心脏环境的组织细胞，这对这个过程至关重要。
“研究表明，他们可以生成一个可以形成所有不同类型血细胞的细胞。它与主动脉内衬的细胞密切相关——所以他们知道它的起源是正确的——并且它会增殖。”
“他们正在使用生物反应器来扩大这些细胞的制造规模。”
来源：新南威尔士州悉尼李景静
模拟胚胎心跳和血液循环的微流体装置。细胞播种通道由红色食品染料指示，而心室收缩控制通道和循环阀控制通道分别由蓝色和绿色食品染料表示。
如何在胚胎中产生血干细胞
来自新南威尔士大学医学和卫生的研究人员也在对小鼠进行自己的研究，以确定调节这一过程的细胞。
他们发现，被称为“Mesp1衍生的PDGFRA+基质细胞”的细胞可以将胚胎细胞和成人内皮细胞转化为血细胞。
虽然在将其转化为临床实践之前，还需要进行更多的研究——包括确认人类细胞的结果——但这一发现可以为生成功能正常的造血细胞提供潜在的新工具。
新南威尔士州悉尼威尔士亲王临床学校自然细胞生物学论文的联合作者John Pimanda教授表示：“使用自己的细胞生成血干细胞可以消除捐赠者输血或干细胞移植的必要性。解锁自然使用的机制使我们离实现这一目标更近了一步。”
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拓展阅读：
新干细胞研究在了解早期胚胎发育和人体器官移植的未来方面的潜力
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