脂质代谢调控与造血干细胞发育及功能维持

造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSCs)是一类具有自我更新及多向分化潜能的多能干细胞,成体期主要存在于骨髓微环境中,其功能受到诸多内外在因素的精细调控。脂质是机体重要营养素之一,可用于能量存储和代谢,参与调控多项重要生物学过程。然而,脂质代谢在造血调控中所发挥的作用尚处于探索阶段。该文就近期有关脂质代谢调控HSC命运决定以及功能维持的研究进展进行综述和展望,重点阐述了脂肪酸合成、氧化代谢和胆固醇转运等在其中的作用及其内在调控机制。     

造血微环境细胞组成及功能的研究进展

造血微环境是造血干细胞(HSCs)居住的场所,对于维持HSCs自我更新、分化与稳态有着重要的调控作用。伴随着胚胎发育,造血主要分为卵黄囊造血、主动脉-性腺-中肾造血、胎肝造血及骨髓造血4个时期,因而研究造血发育时期的微环境对体外HSCs的扩增及诱导分化有着重要的指导意义。现对4个造血时期的造血微环境细胞组成及功能进行综述,阐明不同时期造血微环境调控作用的异同,为实现HSCs在体外的扩增与分化打下基础。     

成体骨髓造血的神经调控

造血干细胞可以重建整个血液和免疫系统,其自我更新和分化等功能的维持受内源微环境和外源信号的调控.神经调节作为调节机体稳态的三大体系之一,对成体造血干细胞和骨髓微环境的调控发挥重要作用.该文结合目前国内外已有的研究成果,对神经系统在造血干细胞功能调控和造血稳态维持中的作用进行综述.     

编委推荐

<正>Cell|造血干细胞微环境的形成和维持具有不同的表观调控机制造血干细胞具有自我更新和多谱系分化的潜能,可以维持血液系统稳态。在生理状态下,成体造血干细胞位于骨髓微环境中。间充质细胞(MSC)是骨髓造血干细胞微环境的关键组成成分,其中LepR⁺ MSC通过分泌造血干细胞维持因子,如SCF和CXCL12,支持造血干细胞的功能。     

造血干细胞发育过程中的信号通路调控

血液系统是维持机体生命活动最重要的系统之一,为机体提供所需的氧气和营养物质,通过物质交换维持内环境的稳态,同时为机体提供免疫防御与保护。血细胞是血液的重要组成成分,机体中成熟血细胞类型起源于具有自我更新及分化潜能的多能成体干细胞—造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSCs)。造血干细胞及各类血细胞产生、发育及成熟的过程称为造血过程,该过程开始于胚胎发育早期并贯穿整个生命过程,任一阶段出现异常都可能导致血液疾病的发生。因此,深入探究造血发育过程及其调控机制对于认识并治疗血液疾病至关重要。近年来,以小鼠(Mus musculus)和斑马鱼(Danio rerio)作为动物模型来研究造血发育取得了一系列的进展。其中,BMP、Notch和Wnt等信号通路对造血干细胞的命运决定和产生发挥了重要作用。本文对这些信号通路在小鼠和斑马鱼造血过程中的调控作用进行系统总结,以期能够完善造血发育过程的调控网络并为临床应用提供指导。     

骨髓造血干细胞微环境

近来成体干细胞的研究进展为许多重大疾病的治疗带来了新的希望.造血干细胞 (hematopoietic stem cells, HSCs)是迄今认识到的最为典型的成体干细胞, 骨髓是干细胞研究的主要组织, 许多成体干细胞的概念及其基本特征源于对骨髓中造血干细胞的研究.近年来的重要进展之一是微环境对HSCs的调节功能, 干细胞微环境有准确的解剖学定位, 也是一个生理功能的基本单位, 整合介导机体对干细胞需求的反应信号, 从而调节干细胞的数量和命运.在病理条件下, 微环境仍然调节干细胞的功能, 因此对造血微环境的认识已成为干细胞研究的中心内容.现对骨髓造血干细胞微环境的组成、信号及修饰的研究进展进行综述, 为深入研究干细胞微环境的结构和功能提供背景资料.     

基于单细胞转录组分析的造血微环境研究进展

成体造血干细胞(hematopoietic stem cell,HSC)是一类主要定居于骨髓,具有自我更新和多向分化潜能的成体干细胞。HSC能够源源不断地产生各谱系成熟血细胞以维持造血系统的动态平衡。HSC功能特性的维持不仅依赖细胞本身的内在调控,还受到其所处的造血微环境或造血龛(hematopoietic microenvironment or hematopoietic niche)中多种成分的影响,因此研究造血微环境对揭示稳态造血调控、HSC体外扩增以及血液系统疾病的发生和发展等具有重要意义。以往研究利用体内成像技术和细胞特异的基因敲除技术,发现了造血微环境中多种细胞、细胞因子以及细胞外基质等成分。但作为一个复杂的三维系统,造血微环境的细胞组成、空间区域划分以及在正常造血维持及应激条件下的作用目前仍有争议。近年来,单细胞组学技术的迅速发展为阐明造血微环境的细胞和分子的异质性提供了新方法,为造血微环境的研究翻开了新的篇章。该文就单细胞转录组测序技术在骨髓微环境研究领域的最新进展进行综述。     

造血干细胞及其应用研究进展

造血干细胞(hematopoietic stem cells, HSCs)是一类多能干细胞,位于特殊的造血微环境,主要存在于骨髓中。其能自我更新和多向分化为各种功能的血细胞,维持血液系统的建立和动态平衡。造血干细胞的这些重要特性以及造血干细胞移植在临床上的广泛应用,结合基因治疗和基因编辑技术的进步,使得基于造血干细胞治疗多种血液疾病和免疫疾病的基因治疗研究在近年来取得了很大的进展。该文将从造血干细胞生物学特征、来源、造血干细胞微环境的基础研究,以及造血干细胞基因治疗、自体造血干细胞移植治疗β-地中海贫血等方面的临床研究和应用进展进行综述。     

造血微环境研究进展与发展方向

造血干细胞(HSC)是发现最早、在临床被广泛应用并一直起着范式作用的一类重要的成体组织干细胞,一直被认为处于造血级联的顶端,通过维持自身的自我更新并逐级向下分化成熟,为机体源源不断地提供各种成熟的血细胞.过去数十年的研究已证实,HSC的功能特性不仅受到内在因素的调控,也有赖于外在环境的支持和滋养,即造血微环境(niche),从而共同组建成HSC功能的生理调控网络.近年来,随着研究手段和技术方法的不断创新,对造血微环境的成分及调控又有了更多新的认识.本文对造血微环境的最新研究进展进行综述.     

胚胎期造血干细胞发育的分子调控

造血干细胞是生物体所有血细胞的原始祖细胞,在维持血液系统长期稳定的同时,也是骨髓移植治疗恶性血液疾病的核心所在。因此,造血干细胞的体内发育和体外诱导扩增一直是倍受科学界关注的热点课题。该研究组以小鼠和斑马鱼为模型,从遗传调控和表观遗传修饰等角度阐释造血干细胞产生、维持和定向分化的分子调控机制;同时,揭示微环境在血液发生不同阶段的特异性调控作用。     

TGF-β/Smad通路对造血干细胞的调控作用

造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSCs)是典型的成体干细胞,造血系统的稳定依靠造血干细胞正确的自我更新、增殖和分化。TGF-β超家族包括TGF-β、骨生成蛋白(BMP)和激活素,可通过Smad蛋白对造血干细胞进行调节。TGF-β/Smad通路可通过降低CDK4的表达、增加p21蛋白表达和改变p27分布,将造血干细胞阻断于G1期;通过上调CD34表达,抑制造血干细胞的分化。但也有不同的观点,认为TGF-β对HSCs的调节与Smads无关,TGF-β并非通过调控p21和p27抑制HSCs的增殖,TGF-β/Smad通路对维持HSCs静止状态无关。     

MicroRNA调控造血干细胞发育

造血干细胞是目前研究最为深入的成体干细胞,是极富应用前景的研究领域,然而其维持自我更新以及多向分化潜能的分子机制尚不明.MicroRNA (miRNA)是一类崭新的调控性非编码小分子RNA,在监控生物体个体发育和细胞增殖、分化进程中起着重要作用.miRNA参与包括胚胎干细胞和多种成体干细胞的发育进程,人类造血干细胞及其发育过程中也存在特征性miRNA表达谱,参与调控造血干细胞发育进程,以miRNA为分子靶点的防治造血功能低下疾患的研究具有广阔的应用前景.     

稳态及衰老情况下骨髓微环境对造血干细胞的调控作用

稳态下,骨髓微环境(bone marrow microenvironment)被证实能通过多种信号通路和细胞因子调控造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSCs)的自我更新、增殖、分化和迁移能力以维持造血系统的稳定.在衰老过程中,HSCs功能受损会导致造血系统功能的退化以及年龄相关的免疫应答的...     

骨髓干细胞的可塑性研究进展

成体干细胞在体内特定的微环境或体外人工培养条件下具有极强的可塑性分化潜能,其主要功能是负责组织细胞的生理性更新和病理性修复．骨髓组织中包括产生所有成熟血细胞系的造血干细胞(HSCs)、多潜能成体祖细胞和能分化为骨、软骨、脂肪的间充质干细胞(MSCs),这些细胞时还有向造血和骨髓以外的其他类型的成熟细胞分化如神经、肌肉、皮肤、心、肝、肾、肺等分化的能力．对最近几年国内外关于骨髓干细胞可塑性的实验研究进展作简要综述．     

人脐带血来源造血干细胞体外扩增的研究进展

造血干细胞（HSCs）是血液系统中的一类成体干细胞群,具有自我更新和多谱系分化两个基本特征。造血干细胞移植（HSCT）可以治疗退行性疾病和多种血液系统疾病。脐带血来源造血干细胞（CB HSCs）是降低HLA配型要求的突破点,但单份脐带血中HSCs数量不能满足使用要求,为了获得足够数量的CB HSCs,体外扩增是一种可行的方法。近几年,学者们探索了多种体外扩增方法,包括优化细胞生长因子混合物、与基质细胞共培养及加入小分子化合物（SMCs）激动剂等。目前应用细胞因子联合小分子的扩增方法在多个临床试验中获得成功。本文对目前体外扩增CB HSCs的研究进展做一综述。     

骨髓微环境对造血干细胞静息的调节机制

自我更新、多向分化和静息状态是造血干细胞的重要特征,其中静息状态的维持是维持造血干细胞数量及造血干细胞池稳定的重要机制。骨髓微环境是造血干细胞定居的场所,是维持造血干细胞静息必要的土壤,尤其是成骨细胞微环境可通过多种跨膜分子信号通路、黏附分子等调节造血干细胞的静息。造血干细胞静息关系到造血干细胞自我更新的平衡,其失衡与白血病的发生及白血病干细胞的干性维持相关。该文通过总结近几年最新研究进展并结合作者实验室的研究成果,对介导骨髓微环境调节造血干细胞静息的主要分子机制作一综述。     

造血干细胞生理调控及其分子基础研究进展

造血干细胞(hematopoietic stem cell,HSC)是发现最早、研究较多、在临床中广泛应用并一直起着范式作用的一类重要的成体组织干细胞。HSC研究被认为是整个干细胞生物学和再生医学的主要奠基学科之一。HSC具有自我更新、多向分化、静息维持、凋亡控制和运动迁移这五大特性。这些特性既相互影响,又互相制约,共同组建成HSC功能的生理调控网络。本文将围绕构成HSC生物学的这五个主要方面在生理条件下的相关研究机制进行综述,旨在通过对HSC功能调控的认识为其它类型的成体干细胞研究及应用提供引领和示范作用,从而为整个干细胞与再生医学的发展奠定坚实的基础。     

RNA修饰调控造血发育和白血病发生的研究进展

胚胎造血发育和成体造血稳态维持是复杂有序、高度保守的过程,受到诸多因素,包括细胞内转录因子、信号通路及表观遗传修饰和细胞外造血微环境的精密调控. RNA修饰将表观修饰从转录水平提升到转录后精确调控的新层面,参与调控多项重要生命过程,其在血液发育及白血病发生中的调控作用已有多项研究.本文系统总结了RNA修饰在胚胎造血发育、稳态维持及白血病发生中的功能和分子机制,不仅有助于完善目前对造血系统发育以及正常造血和恶性转化的认识,而且为寻找潜在的白血病治疗靶点提供了新思路.     

骨髓脂肪细胞对机体造血调控作用的研究进展

骨髓腔是造血发生的场所,骨髓脂肪细胞(bone marrow adipocytes,BMAds)驻留在骨髓中,构成了骨髓腔中最大的细胞群体并与造血细胞密切接触。BMAds与成骨细胞共同起源于骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)。骨髓脂肪对骨骼健康的重要性早已被认识,但其在造血调节中的复杂作用直到最近才受到关注。不同的研究团队报道的骨髓脂肪对造血的作用常常相互矛盾。阐明骨髓脂肪在不同条件下和造血系统之间的相互作用以及其调节机制有利于进一步了解骨髓微环境与造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSCs)之间的关系,并可能为未来治疗造血相关疾病揭示新的靶点。该文将对BMAds在造血调控作用中的最新进展作一综述。     

精原干细胞自我更新和分化的调控

精原干细胞（spermatogonial stem cells,SSCs）是体内自然状态下惟一能将遗传信息传至子代的成体干细胞,它们能通过维持自我更新和分化的稳定从而保证雄性生命过程中精子发生的持续进行。了解SSCs自我更新和分化的调节机制有助于阐明精子发生机理,并为探究其他组织中成体干细胞增殖分化的调节机制提供依据。然而目前对于SSCs自我更新和分化的调控机制所知甚少。SSCs的更新与分化遵循特定模式,受以睾丸支持细胞为主要成分的微环境及各种内分泌因素如胶质细胞源神经营养因子（GDNF）、维生素、Ets转录因子ERM/Etv5等的调控。本文评述了SSCs更新与分化的模式以及上述因素对其更新、分化的调控,探讨了其中可能涉及的信号通路,以期为本领域及其他成体干细胞相关研究提供借鉴。