英國劍橋大學科學家用人類干細胞構建出“類血細胞”，這些三維胚胎樣結構能夠模擬人類早期發(fā)育的多個關鍵階段，包括血液干細胞的生成。這種“類血細胞”的結構具備自組織能力，發(fā)育約兩周后開始產生血液，在實驗室中成功模擬了人類胎兒的血液發(fā)育過程。研究結果發(fā)表于最新一期《細胞報告》雜志。
新人類胚胎樣模型重現(xiàn)了器官和血液系統(tǒng)最初形成階段。顯微鏡下觀察到，這些結構在培養(yǎng)第2天就已自組織形成外胚層、中胚層和內胚層，這是人體所有組織和器官發(fā)育的三大基礎胚層。到第8天，模型中出現(xiàn)了跳動的心臟細胞，這些細胞在真實胚胎中將最終發(fā)育為心臟。第13天，團隊觀察到明顯的紅色血斑，進一步證實了功能性血細胞的生成。他們還驗證了這些造血干細胞能夠分化為多種血細胞類型，包括關鍵的免疫細胞。
由于人類胚胎在第4周到第5周時已植入母體子宮，這一階段的發(fā)育過程在真實胚胎中無法直接觀察。因此，干細胞衍生的胚胎模型成為研究這一“黑箱”時期的重要手段。此次所有研究均嚴格遵守國際倫理規(guī)范，獲得了倫理委員會批準，并通過了同行評審。
團隊表示，當培養(yǎng)皿中首次出現(xiàn)肉眼可見的血紅色時，非常令人激動。這一新模型精確復現(xiàn)了人類胚胎中造血系統(tǒng)的啟動過程，揭示了血細胞在胚胎生長中自然形成的機制，為藥物篩選、早期血液與免疫系統(tǒng)發(fā)育研究，以及血液疾病的建模提供了強有力的工具。
盡管仍處于早期階段，但在實驗室中生產人類血細胞的能力，標志著再生醫(yī)學邁出了關鍵一步，即利用患者自身的細胞來修復或再生受損組織。這意味著未來將可以制造出與患者基因完全匹配的血液細胞，從而避免免疫排斥反應，將在個性化醫(yī)療中展現(xiàn)出巨大潛力。
同時，類血細胞捕捉到了人類發(fā)育過程中的“第二波”造血事件，由于這一階段能夠產生包括T細胞在內的適應性淋巴細胞，其為研究健康與癌變狀態(tài)下的血液發(fā)育開辟了新的路徑。
【總編輯圈點】
科研人員利用人類干細胞，在培養(yǎng)皿里構建出一種名為“類血細胞”的三維結構。這一結構能逼真地模擬人類胚胎早期血液系統(tǒng)形成的關鍵過程。它為我們打開了前所未有的窗口，可以直接觀察和理解生命最初階段血液系統(tǒng)如何“從無到有”。它對于研究某些先天性疾病或早期妊娠失敗的原因至關重要。未來某天，也許我們還能用這種技術，為白血病等血液病患者提供量身定制、完全匹配的血細胞或造血干細胞，從而挽救更多生命。
