科学家们打开“糖密码”来调节体内和体内外造血干细胞的产生

将细胞重新编程成造血干祖细胞(Hspc)已成为自体造血干细胞的圣杯。干细胞移植，已经逐渐被大家所熟知。然而，在细胞和分子水平上调控这一转变的机制尚不清楚。最近发表在《科学》学术期刊上的一项研究，将 microRNA(MiR)-223 确定为复合糖称为糖基聚糖和内皮-造血转换(Eht)，在这个过程中，造血内皮细胞分化为造血干和祖细胞(HSPC)。

干细胞领域的进展

干细胞移植的一个突破发生在20世纪60年代，当时生物学家欧内斯特·麦卡洛赫(Ernest McCulloch)和生物物理学家詹姆斯·蒂尔博士(James Till)发现，造血干细胞(HSCs)具有自我更新的能力，并最终可以产生不同类型的血细胞，这些干细胞可以形成整个生命所需的所有血细胞体系。

第二个里程碑是发现了由糖制成的生物分子。特定的细胞表面糖链在人体生物学中扮演着重要的角色。

“过去五年，在细胞重新编程方面所取得的进展，是建立在阐明造血发育机制的基础上的。在这些研究中，血液干细胞是从真正的干细胞中自然诞生的。”这项研究的资深作者、心血管医学和遗传学副教授 Stefania Nicoli 博士说，“这种从内皮细胞向造血干细胞的转变，在很短的时间内受到高度调控，并仅限于一小部分内皮细胞。”

破解糖码

通过将分析、结构和细胞生物学技术结合起来，研究人员发现内皮细胞被一种叫做N-糖聚糖的特殊的“糖编码”所修改，以限制它们的血液产量。这种常见的生物分子限制了造血调节因子的活性。

这个发现有两个潜在的应用。首先，它为干细胞的生产提供了一种改进的方法，有更高的成功机会。其次，它在肿瘤方面有着广泛的应用，使科学家们能够利用糖工程改变细胞的表面，并观察它如何影响的进展。

Stefania Nicoli 博士说，“我们可以使用遗传学或化学物质来改变这一‘糖密码’，并改变胚胎血液生产的效率。”

“这项研究是朝着更好地理解调控HSPC产生和分化的信号通路迈出的第一步，这对于告知早期干预和 therapeutic agents 至关重要，”Nicoli实验室博士后研究员、这项研究的第一作者 Dionna M.Kasper 博士补充说。

更多资料：Science (2020). DOI: 10.1126/science.aaz2121