Nod1蛋白质参与造血干细胞的发育可以大大改善血液疾病的治疗

爱荷华州立大学（Iowa State University）的研究人员对有助于识别和对抗细菌感染的微生物传感器如何在造血干细胞的发育中发挥关键作用有了新的见解。

在爱荷华州立大学遗传学、发育和细胞生物学助理教授Raquel Espin Palazon博士的领导下，该团队的研究建立在Palazon之前的工作基础上，表明启动身体免疫反应的炎症信号在生命的早期阶段具有完全不同的作用，因为血管系统和血液正在胚胎中形成。

Palazon说，知道胚胎激活微生物传感器（一种称为Nod1的蛋白质）以迫使血管内皮细胞成为造血干细胞，可以帮助开发一种在实验室中从患者自身血液中生产造血干细胞的方法。她说：“这将消除寻找相容的骨髓移植供体的挑战性任务以及接受移植后发生的并发症，改善许多白血病、淋巴瘤和贫血患者的生活。

免疫受体

干细胞反复分裂以自我更新并为特定组织形成新细胞。胚胎中的多能干细胞可以分化成人体所需的任何种类的细胞，但成体干细胞仅限于产生特定类型的细胞。造血干细胞，称为造血干细胞，制造血液的所有成分，并在出生前在胚胎内产生终生的造血干细胞供应。

Palazon的研究小组发现了一种免疫受体，这种受体在内皮细胞开始变成干细胞之前在胚胎中激活，为它们的过渡做好准备。“我们知道造血干细胞是由内皮细胞形成的，但使细胞改变身份的因素是神秘的，”Palazon说。“我们不知道这种受体是需要的，或者在造血干细胞形成之前就这么早就需要它。

Nod1是通过对人类胚胎的公共数据库的分析发现的。他们使用斑马鱼对其进行了研究，斑马鱼与人类共享约70%的基因组，仔细跟踪血液干细胞的产生，Nod1水平，因为它的作用被抑制或增强。

该团队还与费城儿童医院合作，确认Nod1参与人类血液发育。那里的研究人员产生了人类诱导多能干细胞（hiPSCs），这些干细胞是由成熟的样本产生的，但经过基因重新编程，就像胚胎中发现的干细胞一样。

虽然诱导多能干细胞可以产生大多数类型的血细胞，但它们不能产生功能性造血干细胞。然而，当研究人员拿走Nod1时，血液产生就动摇了，就像斑马鱼的造血干细胞一样。

推进再生医学

了解Nod1是造血干细胞发育的先决条件，对于希望设计一种从人类样本中产生造血干细胞的系统的科学家来说，这是一个进步。这可以为患有血液疾病的患者提供一个很好的新选择。患者可以用源自自己身体的干细胞进行治疗，而不需要通过骨髓移植来挽救生命，骨髓是骨骼的海绵状内部，容纳了身体大部分的造血干细胞。这将避免移植物抗宿主病的风险，这是一种常见且可能致命的反应，当患者的免疫系统攻击移植物时会发生。Palazon表示：“这将是再生医学的巨大进步。

该团队正在继续研究造血干细胞产生的相互作用，包括完善时间表。了解信号何时表达是开发造血干细胞方法的关键。

“我相信我们的研究将为最终创造治疗级造血干细胞来治愈血液疾病患者铺平道路，”Palazon总结道。

参考资料：https://www.nature.com/articles/s41467-023-43349-1