《Nature》最新研究揭示血管在干細(xì)胞免疫調(diào)控中的關(guān)鍵作用

一項國際研究團(tuán)隊的最新發(fā)現(xiàn)，為干細(xì)胞如何避免免疫排斥提供了新的科學(xué)依據(jù)。這項研究發(fā)表在**《Nature》期刊上，揭示了一種特殊機(jī)制，使干細(xì)胞能夠在“免疫豁免”環(huán)境中存活和發(fā)揮功能，而不會被免疫系統(tǒng)攻擊。該研究由古橋和弘（Kazuhiro Furuhashi，名古屋大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)）和藤崎丈二（Joji Fujisaki，哈佛大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)）**領(lǐng)導(dǎo)。

研究背景：干細(xì)胞與免疫逃逸

干細(xì)胞是一類特殊的細(xì)胞，具有自我更新和分化為多種細(xì)胞類型的能力，因此在組織生長、修復(fù)和再生過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而，當(dāng)干細(xì)胞被移植到新的宿主體內(nèi)時，免疫系統(tǒng)往往會將其識別為“外來入侵者”并加以攻擊，這也是許多自身免疫性疾病的核心問題之一。

在人體內(nèi)，某些部位被稱為“免疫豁免區(qū)”（immune-privileged sites），如眼睛、胎盤和大腦，這些區(qū)域的干細(xì)胞能在較少免疫干預(yù)的環(huán)境下存活。研究人員試圖探索造血干細(xì)胞（HSCs，hematopoietic stem cells）如何在這些環(huán)境中存活，并為臨床移植治療提供新思路。造血干細(xì)胞是產(chǎn)生血液細(xì)胞的源頭，被廣泛應(yīng)用于白血病及遺傳性血液病的治療。如果能夠在移植時減少免疫排斥反應(yīng)或降低免疫抑制藥物的使用，將大大提高治療效果。

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：一類特殊干細(xì)胞如何避免免疫攻擊

科學(xué)家長期以來推測，造血干細(xì)胞存在生存能力不同的層級結(jié)構(gòu)。研究人員發(fā)現(xiàn)，在這一層級的頂端，存在一類特殊的干細(xì)胞，它們能夠產(chǎn)生一氧化氮（NO，nitric oxide），從而影響免疫反應(yīng)，使自身得以安全存活和增殖。

研究團(tuán)隊鑒定出了一類高水平表達(dá)NO的造血干細(xì)胞，稱為NOhi HSCs（high NO-expressing hematopoietic stem cells）。進(jìn)一步研究表明，這些細(xì)胞同時表達(dá)高水平的免疫調(diào)節(jié)受體CD200R，該蛋白在免疫抑制和免疫耐受中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

此外，研究人員發(fā)現(xiàn)，NOhi HSCs的存活高度依賴于它們所處的特定血管結(jié)構(gòu)。這些特殊血管呈現(xiàn)獨特的“發(fā)夾狀”彎曲形態(tài)，這一結(jié)構(gòu)影響了血流動力學(xué)，使血流在這些區(qū)域產(chǎn)生較高的剪切應(yīng)力（shear stress）。剪切應(yīng)力是指血液沿血管壁流動時施加的力，它能夠影響干細(xì)胞的行為，促使NO水平升高，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞信號通路，維持干細(xì)胞的存活和功能。

研究團(tuán)隊總結(jié)認(rèn)為，這種剪切應(yīng)力+高NO水平的組合，形成了一個獨特的微環(huán)境，使NOhi HSCs能夠在不被免疫系統(tǒng)攻擊的情況下存活和增殖。

研究意義：推動再生醫(yī)學(xué)與癌癥治療

這一發(fā)現(xiàn)不僅加深了人們對干細(xì)胞存活機(jī)制的理解，還改變了人們對血管功能的認(rèn)知。研究表明，血管不僅僅是運輸血液的通道，還在調(diào)控干細(xì)胞活性和免疫反應(yīng)方面發(fā)揮著“守門人”作用。

“了解剪切應(yīng)力和免疫調(diào)節(jié)分子如何影響干細(xì)胞，將有助于開發(fā)新的免疫抑制和抗炎治療方案?！惫艠蚝秃氡硎尽４送?，這一發(fā)現(xiàn)還可能對癌癥治療產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。已有研究表明，CD200在腫瘤相關(guān)血管中也起作用，這意味著類似的免疫調(diào)控機(jī)制可能被某些腫瘤所利用，從而逃避免疫系統(tǒng)的攻擊。未來，該研究或?qū)?strong>靶向癌癥治療提供新的突破口。

這一突破性研究為再生醫(yī)學(xué)、免疫治療和腫瘤學(xué)提供了重要啟示，也為未來臨床應(yīng)用奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：Kazuhiro Furuhashi et al, Bone marrow niches orchestrate stem-cell hierarchy and immune tolerance,?Nature?(2025).?DOI: 10.1038/s41586-024-08352-6

編輯：王洪

排版：李麗