两篇nature论文同时揭示攻克血液病新方法 | 前沿
► 白血病患者emily whitehead，治疗前和治疗后，图片来自dailymail
撰文 | 玉 宝
责编 | 叶水送
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白血病患者emily whitehead可以说是car-t细胞治疗的代言人。最近美国两组科研团队在实验室同时成功地诱导出造血干细胞，为未来治疗这类疾病，提供了又一可能的方法。
北京时间5月18日，nature杂志同时发表两篇论文，介绍美国两组科研团队在实验室通过转录因子诱导的方法，生成了造血干细胞样细胞，之所以称为造血干细胞“样”细胞，是因为其在小鼠体内可分化成血细胞，与血液干细胞在分子和功能层面仍有差别。
► 造血干细胞分化示意图，图片来自xjtu
血液细胞的生发和转化，要靠造血干细胞。造血干细胞是所有血细胞的原始细胞，若功能异常则会发生凝血异常、白血病等血液疾病。与全能性干细胞相比，造血干细胞为专能性干细胞，主要分化为红细胞、白细胞、血小板等血细胞，它具有干细胞自我更新和不断分化的特点。
胎儿期的造血干细胞主要产生位置依次是：卵黄囊（2-3周）、肝脏和脾脏（2-3月）和肝脏、骨髓（5月-出生）。出生后，主要的造血部位在骨髓。不过，今年三月，一篇nature论文颠覆了教科书的观点——肺不仅是呼吸器官，还具有造血功能，人体内一半多的血小板在肺部生产。就血液细胞来说，也存在“一专多能”的现象，如红细胞不仅可以运输氧，也是人体重要的免疫细胞。
► daley等人的论文截图，图片截自nature
在上述本周发表的最新论文中，哈佛大学附属波士顿儿童医院george daley实验室人工制备了造血干细胞，用的7个转录因子分别是erg, hoxa5, hoxa9, hoxa10, lcor,runx1以及spi1。实验采用的诱导策略是：首先通过干预形态素（morphogen）信号通路将人体多能干细胞转化为生血内皮细胞，然后通过7个转录因子，血管内皮细胞被诱导成造血干细胞样细胞。这些造血干细胞样细胞连续移植入两代小鼠体内，都具有分化成为髓系、b细胞和t细胞的能力。
► rafii等人的论文，图片截自nature
在同期发表的另一篇论文中，康奈尔大学医学院shahin rafii实验室，使用成年小鼠内皮细胞作为初始材料，用了4个转录因子fosb, gfi1, runx1和spi1，外加一个血管分泌因子，诱导内皮细胞去分化，变成造血干细胞样细胞。然后利用干细胞环境信号使造血干细胞成熟。此种方法所得的干细胞具有造血干细胞的几乎所有特征：移植入受体体内，可以分化成多种类型的血细胞。
笔者认为，两个团队的工作令人鼓舞，但这两篇文章采用的诱导技术仍需要进一步改进：提高干细胞的诱导效率、更安全的转录因子载体或工具（如crispr-cas9）、解决移植后的成瘤性问题、以及造血干细胞样细胞的促分化。从而把造血干细胞样细胞变成真正的造血干细胞。对于造血干细胞样细胞的表观遗传情况，也值得进一步研究。
两个实验室的研究工作，不仅是血液学领域的重大突破，也是干细胞研究的一大进展。毋容置疑，从实验室的基础研究到临床应用有一定的距离，通过一个个这样的研究进展，距离正在一点点缩小。
在未来，上述研究有望实现个性化的白血病疗法，源于病人自身的造血干细胞就可治疗白血病；这或将解决当今骨髓库骨髓紧张、配型困难等问题。这两项进展对于细胞疗法、药物筛选和白血病治疗等可能产生很大的推动。
参考文献
ryohichi sugimura et al. haematopoieticstem and progenitor cells from human pluripotent stem cells. nature. 2017.
raphael lis. conversion of adultendothelium to immunocompetent haematopoietic stem cells. nature. 2017.
