ScientificReports：美國腎臟專家意外發現血細胞起源

　　血液系統中的成體干細胞，是一個異質性的群體，具有長期自我更新的能力和分化成各類成熟血細胞的潛能。它是研究歷史最長且最為深入的一類成體干細胞。但是，你真的知道它的最初起源嗎？

　　弗吉尼亞大學醫學院的腎臟研究課題組意外地發現了心臟形成的關鍵基因，該基因是一個與疾病相關的致命基因。《Scientific Reports》雜志報道了他們的這項研究發現。

　　科學家們驚奇地發現，心臟內層細胞的來源竟然和血細胞相同，它們都由同一種“前體細胞”分化而來。這種單一類型的干細胞既能變成運輸氣體的血細胞，也能變成泵血的心肌細胞。

　　研究人員還發現了一個名叫鞘氨醇-1磷酸受體1（sphingosine-1-phosphate receptor 1，S1P1）的基因，對心臟的正確形成十分重要。缺失該基因，前體細胞只能發育出海綿狀的心臟，損害了心臟原有的強有力的持續泵血能力。這種癥狀在臨床上被稱為心室非壓縮型心肌病（ventricular non-compaction cardiomyopathy），也稱心肌致密化不全，這是一種致命的遺傳疾病，患者往往都在年齡很小的時候無救身亡。

　　“年復一年，許多慢性疾病患者在器官移植名單上等待著獲救的曙光，像心臟和腎臟這般重要的器官疾病，我們迫切地需要了解疾病的分子或細胞機理，才能知曉如何修復它們，”本文第一作者胡燕博士說。“器官是由許多不同類型的細胞所構成的復雜機器，了解每個細胞的起源和基因功能調控是科學家們破解疾病致病過程的基礎，基礎科研的最終目標是找到引導細胞自我修復的方法，乃至利用病人自身的改造細胞重新創造一個全新的可用器官。”

　　Maria Luisa S. Sequeira-Lopez課題組在研究腎臟形成的時候發現，將S1P1基因缺失后，會威脅小鼠的生命，不是腎臟損傷，而是其他部位。“我們調查了影響腎血管系統發育中的基因的功能，”她回憶道。“心臟是首先發育的器官，所以我們刪除前體細胞中的這個基因后，心臟就出現了嚴重水腫、出血和低心率等異常。”

　　這些異常現象將研究人員的注意力從腎臟轉向了心臟。“腎臟還沒有形成，心臟壁先出了問題，因此我們不得不開始研究心臟。在我們所熟悉的領域外，我們只好越走越遠。”

　　事實證明，他們所取得的成果對任何心臟專業領域的科學家來說都是始料未及的。“長期以來，科學家們認為每個器官的發育都是獨立自主的，例如發育心臟的干細胞和發育出血液的干細胞往往各司其職。”本文的第二作者Brian C. Belyea博士解釋說。“但是我們實驗室的其他實驗結果表明，這些前體細胞可能有著更廣泛的可塑性。我們發現，位于胚胎心臟處的心臟前體細胞確實能組成成人心臟，同時它也培育出了血細胞。”

　　研究人員對他們的發現感到驚訝，因此，他們反復使用多種技術手段（包括動物模型、基因消融、包埋器官成像和免疫熒光檢查法、集落形成細胞實驗、胚胎心臟移植、流式細胞術），結果都證實了這一結論。

　　有關S1P1基因的重要作用的新發現，或許將成為相關疾病臨床研究的一塊墊腳石。