调控|血液“种子细胞”有哪些秘密科学技术|细胞|再生|种子|研究

开栏的话
国家科学技术奖励大会11月3日在京举行，一批原创科研成果亮相。科研成果的背后，是医药卫生健康科技工作者们的辛勤付出。他们推动产学研深度融合，推动临床转化；他们持之以恒加强基础研究，攻关关键核心技术。健康报开设“关注国家科技奖励”专栏，分享医药卫生健康科技工作者们的故事和心得。
今天介绍国家科学技术进步奖二等奖——《造血干细胞调控机制与再生策略》项目及其背后的故事，该项目由中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）所院长程涛教授团队完成。

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人体由近4万亿个细胞组成。其中，造血干细胞是各类血细胞的“种子” 。它们作为血液的“源泉”细胞，如果出现问题，将引起众多血液系统疾病。造血干细胞在生命体内是如何生长发育的？它们为什么会发生恶变？当周边生态环境恶化时，它们又是如何维持血液系统稳态的？
从2009年开始，中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）所院长程涛教授团队从造血干细胞的发生扩增、恶性转变、损伤（疾病）反应等方面，就血液“种子细胞”的发育规律、调控机制及再生策略开展了原创性的基础研究。最近，该团队完成的《造血干细胞调控机制与再生策略》项目荣获2020年度国家自然科学奖二等奖。
追寻白血病治疗曙光
目前，白血病已名列我国肿瘤死亡率第6位，居于35岁以下青少年和儿童恶性肿瘤死亡的首位。造血干细胞移植是治疗多种血液系统恶性疾病的最重要手段，而植入不良是细胞再生面临的重要问题。
“人体在正常的生理状态下，造血干细胞大部分处于休眠状态。而在一些应激状态下，比如失血过多、辐射损伤、化疗等，造血干细胞能够迅速从休眠状态中被激活进行造血。当机体恢复正常稳态后，造血干细胞会重新进入休眠状态。这种精密的稳态维持是受到复杂机制调控的。只有搞清楚这些基本原理，才有可能保障患者在接受治疗后能正常造血，减少并发症、降低死亡率等。 ”团队主要成员、中国医学科学院血液病医院程辉教授介绍。
该团队在国际上率先利用多种小鼠白血病模型，阐明了白血病下造血受抑的规律和机制，从新的视角解释了病态环境下血细胞生成障碍的原因。 2014年，他们研究发现，放射造成免疫缺陷小鼠的骨髓内会积聚大量的活性氧，这种物质会破坏造血干细胞植入效果及其长期造血重建能力。接着，他们使用抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸（NAC）有效清除了免疫缺陷小鼠骨髓中的活性氧。研究团队又通过不同剂量的人造血干细胞移植发现，抗氧化剂明显提高了植入率——植入率在骨髓和脾脏中分别提高了3.2倍和4.6倍。这意味着，抗氧化剂可以改善植入率，为造血干细胞的体内再生提供新的策略。
造血干细胞过度增殖或再生失调，会导致白血病等恶性血液疾病。寻找到导致造血干细胞恶变的分子，也就意味着为白血病的诊治提供了新的靶点。 2014年，研究团队在国际上首次报道一个新的人白血病抑癌基因SETD2 ，这个基因可与多种已知白血病遗传改变有协同作用。
“这一发现，从表观遗传学的角度，为难治性白血病诊疗开辟了新的途径。此外，我们还研发了检测SETD2基因相关突变的试剂盒，对白血病的分子病理分型、预后评估和用药指导具有重要的临床意义。 ”程涛教授说。