专家：用胶水批量生产造血干细胞

• 专家：用胶水批量生产造血干细胞
  
  
  利用在胶水中发现的一种令人惊讶的简单成分，研究人员成功在实验室中培育出大量造血干细胞（HSCs）。在注射到小鼠体内后，这些细胞开始产生血液的关键成分。
  
  加拿大多伦多玛格丽特王子癌症中心干细胞生物学家 John Dick 说：“这一发现非常出人意料，令人兴奋。”
  
  如果这项技术能够应用于人类，就可以用来培育 HSCs，用于免疫系统已被化疗破坏的白血病等血癌患者的治疗。这种方法还可以为治疗镰状细胞疾病等血液病患者提供一种更安全的方法，目前他们在接受骨髓移植前必须进行高风险手术。
  
  数十年来，研究人员一直试图在实验室中培养大量具有 “生血” 功能的 HSCs，这些干细胞可自我再生，并产生其他血液成分。但在此之前，尚未有人培育出在重新植入人体时，能可靠移植或开始生成血细胞所需的 HSCs 数量。
  
  干细胞生物学家 Hiromitsu Nakauchi 带领日本东京大学和美国加州斯坦福大学的研究团队，在 5 月 29 日发表于《自然》杂志的文章中报告了如何成功将 HSCs 移植到小鼠体内。研究人员首先在一个月内将一组小鼠 HSCs 扩展到原来水平的近 900 倍，然后将其移植到另一组小鼠体内，这些细胞在那里很好地发育，并变成血液成分。“这一直是我的人生目标。”Nakauchi 说。
  
  动物的免疫系统通常会试图破坏与基因不匹配的供体细胞。这就是为什么在大多数移植之前，必须消除或抑制免疫系统的原因。但 Nakauchi 把这些细胞注射到免疫系统完好的健康小鼠体内时，它们会大量繁殖，他说，这可能是因为植入了大量细胞。Nakauchi 正致力于将这项技术用于生长人类 HSCs。
  
  马萨诸塞州波士顿哈佛医学院干细胞生物学家 George Daley 说，这项研究提供了迄今为止最好的证据，证明实验室培养的 HSCs 可以存活几天以上，并且在重新植入体内后被 “嫁接”。“这些成果令人印象深刻。” 他说。
  
  “这种水平的增长可能会对临床产生巨大影响。” 纽约市阿尔伯特 · 爱因斯坦医学院血液学家 Paul Frenette 说。
  
  研究人员千方百计寻找在实验室中大量培养 HSCs 的方法，他们曾尝试使用生长因子，但没有取得成功。Nakauchi 发现，这些细胞无法存活的原因是细胞生长介质中的杂质—— 一种叫作白蛋白的人类血液蛋白质。Nakauchi 说，这些杂质主要是免疫细胞释放的蛋白质，它们阻止了细胞的生长。“多少金钱、时间和精力就因为这些杂质而被浪费了！”
  
  Nakauchi 筛选了一系列可以替代白蛋白的聚合物，进而发现胶水中经常用的一种叫作聚乙烯醇（PVA）的合成化合物可以发挥作用。PVA 还被用于培养胚胎和胚胎干细胞。“这太简单了。人们去趟超市就能买到胶水。” 他说，不过实验室生产的 PVA 比超市生产的效果更好，而且监管机构认为这种用于药物片剂包衣的聚合物是无毒的。
  
  温哥华 Terry Fox 实验室干细胞和癌症研究专家 Connie Eaves 和其他人对尝试这项技术非常热心。但 Eaves 警告说，目前还不清楚它是否会对人体细胞起作用。
  
  Nakauchi 的发现可能会重新引起人们对 HSCs 另一来源的关注。2017 年，Daley 将人类皮肤细胞重新编程为诱导多能干细胞（iPS），然后培育成非常接近 HSCs 的细胞。与通过捐赠者骨髓移植获得 HSCs 相比，使用 iPS 制造这种细胞的优势在于，它们可以由病人自己的细胞来制造，而不需要基因匹配的供体。但 Daley 一直苦于如何在实验室里大量培育这种细胞。Nakauchi 的方法可以解决这一问题。他说：“如果这种方法适用于人类细胞，它将非常有用。”
  
  Nakauchi 的研究小组还证明，小鼠可以在不事先经历破坏或抑制其免疫系统的情况下，接受供体 HSCs。
  
  患有镰状细胞病等遗传性血液疾病的人有时需要接受来自捐赠者的骨髓移植治疗。但由于捐助者甚至兄弟姐妹的基因，都可能不匹配，患者必须首先进行调节，以阻止身体排斥供体细胞。但这种调节增加了供体 HSCs 攻击宿主组织的风险，从而造成潜在的致命疾病。它还会让人不育以及阻碍儿童生长。