科学家解码人类血液干细胞的分化路径

每一秒钟，成年人会生成大约五百万个新的血细胞来替代衰老或死亡的细胞，使血液系统成为一个高度再生的器官。这些新的血细胞是在骨髓中由未分化的细胞（即血液干细胞）形成的。通过几个中间阶段，这些干细胞发展成为输送氧气的红细胞、参与血液凝固的血小板以及负责免疫防御的大群白细胞。这一过程被称为分化，必须精确调节以确保所有细胞类型中成熟血细胞的平衡生产。

来自法兰克福大学医学院/歌德大学、哥德堡大学和潘普洛纳大学医院的国际科学家团队，在法兰克福大学医学院内科二系的Michael Rieger教授的带领下，现在已经从分子水平上解码了人类血液干细胞分化为所有专门血细胞类型的路径。利用最先进的测序方法，研究团队识别了超过62,000个单细胞中的基因和蛋白质表达模式，并使用高性能计算分析了所得数据。

“我们能够全面了解干细胞中的分子过程，并发现了对干细胞与其骨髓环境之间复杂相互作用至关重要的新表面蛋白。这为我们提供了关于干细胞的独特特征以及哪些基因调控干细胞分化的详细见解。这项在我实验室中建立的新技术将以非凡的精度回答许多未解决的健康研究问题。”法兰克福大学医学院内科二系的Michael Rieger教授说。

研究人员有一个意外发现：“我们在血液干细胞表面发现了一种名为PD-L2的蛋白质，我们知道这种蛋白质通过阻止我们的防御细胞——T细胞的激活和增殖以及抑制炎症物质（称为细胞因子）的释放来抑制免疫反应。”该研究的第一作者、博士生Tessa Schmachtel总结道。

Schmachtel解释说，PD-L2可能有助于防止免疫介导的损伤。“这对于保护干细胞免受潜在的反应性T细胞攻击尤为重要，并且可能在无关供体的干细胞移植中发挥关键作用。PD-L2可能有助于减少身体对移植干细胞的免疫反应。”

Rieger坚信：“只有通过医生、科学家和生物信息学家之间的密切跨学科合作——正如法兰克福大学医学院所实践的那样——并通过建立国际网络，才能取得突破性的发现。”

来源：

法兰克福歌德大学

期刊参考：

Komic, H., et al. (2025). Continuous map of early hematopoietic stem cell differentiation across human lifetime. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-025-57096-y.

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