ISU 科學家獲得政府200萬美元撥款以推進血液干細胞研究

研究可能會導致血液病再生醫學的進步。

多年來，科學家們一直沒有發現產生患者血細胞來治療血液疾病的能力，但最近獲得的一項美國聯邦政府的撥款可以幫助愛荷華州立大學的科學家采取關鍵步驟，將這種可能性變為現實。

愛荷華州立大學（Iowa State University; ISU，創建于1858年，位于愛荷華州艾姆斯(Ames)，是久負盛名的學術聯盟美國大學協會（AAU）成員校，被卡耐基基金會列為最高等級的特高級研究大學（R1: Doctoral Universities – Very High Research Activity)。

遺傳學、發育和細胞生物學助理教授 Raquel Espin Palazon 領導一個跨學科研究小組，研究當細胞因受傷或感染而發生炎癥時觸發的遺傳途徑。Espin Palazon 說，遺傳途徑在造血干細胞或有可能發展成所有人類血細胞類型的未分化細胞的發育中也發揮著重要作用。

近期，研究人員從美國國立衛生研究院獲得了一項為期 5 年、大約 200 萬美元的資助，以在他們研究人類細胞和炎癥信號通路的工作的基礎上再接再厲，Espin Palazon 表示，這項工作顯示出激發再生醫學新進展的巨大潛力。

醫療用途

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這個概念聽起來很簡單。

患有白血病或貧血等血液疾病的患者通常需要從健康供體移植的造血干細胞。這些健康的移植造血干細胞能夠重新填充患者的整個血液系統，從而治愈疾病。然而，供體稀缺，造血干細胞移植仍然是一種高風險的治療方法，往往會導致患者出現并發癥，包括死亡。

Espin Palazon 說，如果醫生可以從患者身上產生健康的血細胞，用于隨后的移植治療疾病，那將是理想的選擇。這樣做可能需要健康細胞經歷一個將它們轉化為干細胞的過程，然后可以將其轉化為治療所需的任何細胞類型。

Espin Palazon 說，科學家們尚未發現使這些轉變成為可能所需的所有分子變化。但她之前的研究發現，炎癥通路可能發揮重要作用。當細胞受傷或受到感染時，該途徑會激活反應以幫助細胞抵抗感染。

Espin Palazon 發現，僅在出生前在子宮中產生的造血干細胞在發育的關鍵階段激活相同的途徑來產生干細胞。在未來的研究中關注這一途徑可以解鎖產生無窮無盡的患者特定血液干細胞來源的可能性，這些干細胞將被移植到患者體內以治愈血液疾病。她說，創建患者特異性造血干細胞將克服造血干細胞移植帶來的挑戰。

“我們希望能夠在分子水平上了解這些炎癥信號在做什么，”Espin Palazon 說。“我們不知道為什么需要它們，也不知道它們在細胞中發生了什么變化以產生造血干細胞，因此我們將嘗試了解這一點以及所需的時間?！?/p>

Espin Palazon 說，目前尚不清楚炎癥通路與干細胞產生的聯系，但研究發現了一些線索。研究人員假設該途徑保留了細胞的干性，或表征干細胞的未分化狀態。一旦細胞分化，它們只能發揮有限的功能，不能恢復成干細胞。

“我們認為炎癥信號對于將細胞保持在干細胞階段很重要，因此它們不會分化成成熟細胞，”她說。

她說，時間是這個難題的關鍵部分。該通路可能在胚胎發育的關鍵階段被觸發以產生干細胞，因此科學家們將不得不準確解開何時激活該通路以誘導細胞發生所需的變化。

研究人員將在實驗室環境中研究人類血細胞以及斑馬魚的血細胞，以回答他們的問題。Espin Palazon 說，斑馬魚是優秀的模式生物，因為它們的胚胎是透明的并且在外部發育，可以在顯微鏡下輕松觀察它們的發育。

研究團隊的其他人員包括遺傳學、發育和細胞生物學兼職助理教授克萊德坎貝爾；Karin Dorman，統計學和遺傳學、發育和細胞生物學教授；Jeffrey Essner，遺傳學、發育和細胞生物學教授；和費城兒童醫院的 Deborah French。