白血病和淋巴瘤等血液疾病目前用骨髓移植治疗 - 血液干细胞从健康人转移到需要的患者。但对患者匹配的血液干细胞的需求远远超过其可用性，许多患者没有。为了避免捐赠的需要，加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员正在使用斑马鱼和人体细胞来确定如何在实验室培养皿中培养血液干细胞。

无论是人类还是斑马鱼，驱动胚胎和血细胞发育的主要因素都是Wnt分子家族。这些分子告诉细胞通过对接在Frizzled受体上做什么，这些受体位于细胞表面，如触角。

 

在他们于2019年5月20日由Nature Cell Biology发表的最新研究中，研究小组惊奇地发现，当一种特殊的Wnt信号分子Wnt9a被血液干细胞接收时，就会涉及三种不同的分子。科学家以前认为只有两个。

 

第三个 - 事实证明，关键因素 - 是表皮生长因子受体或EGFR。这一发现可能有助于推动实验室血液干细胞的发展。

 

“以前在实验室培养皿中开发血液干细胞的尝试都失败了，这可能部分是因为他们没有考虑到EGFR和Wnt之间的相互作用，”第一作者，助理项目科学家Stephanie Grainger博士说。圣地亚哥医学院。

 

研究人员通常使用斑马鱼 - 宠物店的主食 - 研究血液干细胞如何在正常生物体内发育。斑马鱼是一种理想的模型，因为它们使用相同的机制来制造人类所做的血液干细胞，但它们在发育时是半透明的。这意味着研究人员可以实时观察他们的血液干细胞，并测试遗传修饰如何影响他们。

 

根据这项研究，血液干细胞的发育是这样的：Wnt9a分子接触血液干细胞外表面的Frizzled受体(确切地说是Fzd9b)。与此同时，Wnt9a还将EGFR从细胞外部带入混合物中，使Fzd9b和EGFR更加接近。然后，在细胞内，EGFR标记Fzd9b的内尾有化学物质，磷酸基团。最后一步触发了将干细胞转变为血细胞所必需的级联细胞事件。

 

研究人员表示，在这种背景下识别EGFR也令人兴奋，因为许多癌症疗法通过靶向这种受体起作用。

 

加州大学圣地亚哥分校医学院副教授兼桑福德再生医学联盟的教授Karl Willert博士说：“我们的研究结果提出这种治疗方法可能会影响Wnt信号传导。”“我们目前不知道EGFR抑制剂将如何影响血液干细胞的生物学，未来的研究肯定会考虑到这些相互作用。”Willert是加州大学圣地亚哥分校医学院和生物科学系教授David Traver博士的共同资深作者。

 

现在该团队已确定血液干细胞如何在细胞表面接收此Wnt信号，他们将专注于揭示细胞如何中继和处理信号。然后他们就可以开始思考如何欺骗细胞以为他们已经接受了这种提示，即使他们没有。这种技术可以让研究人员更好地在实验室中产生人体血液干细胞 - 也许有一天会使用现成的血液干细胞代替骨髓移植来治疗血液病患者。

 

癌细胞经常劫持这些相同的发育途径，以生长和形成肿瘤。Grainger说，了解细胞如何通过Wnt，Frizzled和EGFR相互沟通，可能为治疗这些信号失控的恶性肿瘤提供了一种新方法。

 

“这是一个很好的例子，说明在一个生物学领域的工作如何对看似无关的过程产生巨大影响，”威尔特说，他也是加州大学圣地亚哥分校医学院人类胚胎干细胞核心设施的主任。“在这种情况下，我们正在研究Wnt在血液发育中的作用，并且我们在EGFR癌症领域处于中间位置。”