子科生物報道：科學家們首次追蹤到了干細胞移植后幾十年的情況，揭開了50多年來一直是醫(yī)學謎團的這一過程的神秘面紗。

這些見解可以為捐獻者選擇和移植成功的新策略鋪平道路，有可能導(dǎo)致更安全、更有效的移植。

來自Wellcome Sanger研究所的研究人員和他們在蘇黎世大學的合作者能夠繪制移植后30年干細胞在受體體內(nèi)的行為圖，首次提供了對這些細胞長期動態(tài)的一瞥。

這項研究發(fā)表在今天（10月30日）的《自然》雜志上，由英國癌癥研究中心提供了部分資助。它揭示了來自老年捐贈者的移植——這種移植通常不太成功，在移植過程中存活的重要干細胞減少了10倍。一些存活下來的細胞也失去了產(chǎn)生一系列血細胞的能力，而這些血細胞對強健的免疫系統(tǒng)至關(guān)重要。

全世界每年有超過一百萬人被診斷患有血癌，包括白血病和淋巴瘤等癌癥，這些癌癥會使人的免疫系統(tǒng)無法正常工作。干細胞移植，也被稱為骨髓移植，通常是患者唯一的治療選擇。該手術(shù)用來自捐贈者的健康干細胞替換患者受損的血細胞，然后重建患者的整個血液和免疫系統(tǒng)。僅在英國，每年就有超過2000人接受這一手術(shù)。

盡管移植手術(shù)已經(jīng)進行了50多年，但關(guān)于移植如何起作用的許多基本問題仍未得到解答。雖然它們可以挽救生命，但結(jié)果差異很大，使許多患者在數(shù)年后面臨并發(fā)癥。眾所周知，捐贈者的年齡會影響移植成功率，但直到現(xiàn)在，移植后細胞層面發(fā)生的情況一直是一個“黑匣子”。

在這項新研究中，來自惠康桑格研究所和蘇黎世大學的研究人員使用先進的基因組測序技術(shù)，分析了移植后31年內(nèi)10對供體-受體兄弟姐妹的血液樣本。

通過分析供體和受體干細胞在整個生命過程中發(fā)生的突變，他們可以追蹤有多少干細胞在移植過程中存活下來，并繼續(xù)在患者體內(nèi)產(chǎn)生新的血細胞——這在以前是不可能的。

研究小組發(fā)現(xiàn)，在年輕捐贈者的移植中——那些20多歲和30多歲的人，大約有3萬個干細胞長期存活，相比之下，年齡較大的捐贈者只有1- 3000個。這種下降可能導(dǎo)致免疫力下降和復(fù)發(fā)風險增加，這可能解釋了為什么年輕的獻血者往往能帶來更好的結(jié)果。

他們還發(fā)現(xiàn)，與匹配的供者相比，移植過程使受者的血液系統(tǒng)衰老了大約10-15年，這主要是由于干細胞多樣性較低。

令人驚訝的是，盡管移植過程的壓力很大，干細胞在快速分裂重建患者血液的過程中幾乎沒有獲得新的基因突變。這挑戰(zhàn)了先前關(guān)于移植過程中高突變率的假設(shè)。

該研究還發(fā)現(xiàn)了其他與捐贈者年齡無關(guān)的遺傳因素，這些因素有助于某些干細胞在移植后茁壯成長。這一系列的遺傳優(yōu)勢可能會導(dǎo)致更好的治療方法的發(fā)展，使移植對更大范圍的患者更安全、更有效。

這項研究的第一作者、威康桑格研究所的Michael Spencer Chapman博士說：“當你接受移植時，就像給你的血液系統(tǒng)一個新的開始，但這些干細胞到底發(fā)生了什么呢？到目前為止，我們只能引入細胞，然后監(jiān)測血液計數(shù)，以尋找恢復(fù)的跡象。但在這項研究中，我們追蹤了一個樣本幾十年來的變化，揭示了一些細胞群是如何消失的，而另一些細胞群是如何占主導(dǎo)地位的，隨著時間的推移，這些細胞群塑造了病人的血液。能夠如此詳細地了解這一過程是令人興奮的。”

這項研究的資深作者、蘇黎世大學的Markus Manz博士說：“這項研究強調(diào)，年齡不僅僅是一個數(shù)字——它是移植成功的一個重要因素。盡管隨著時間的推移，造血干細胞系統(tǒng)非常穩(wěn)定，但年輕的供體通常提供更大、更多樣化的干細胞，這可能對患者的長期康復(fù)至關(guān)重要。我們希望繼續(xù)探索影響長期造血干細胞動力學的其他因素，以便微調(diào)供體選擇和受體骨髓環(huán)境，以獲得最佳的長期干細胞功能?！?/p>

這項研究的資深作者、維康桑格研究所的Peter Campbell博士說：“移植過程迫使血液和免疫細胞通過一種基因‘瓶頸’。我們的新方法使我們能夠更密切地研究這種瓶頸現(xiàn)象。我們發(fā)現(xiàn)瓶頸為一些干細胞在受體的新環(huán)境中比其他干細胞更茁壯成長提供了多種不同的機會。我們相信，有可能找到導(dǎo)致某些干細胞比其他干細胞生長得更好的基因——從理論上講，這些基因可以用來提高移植手術(shù)的成功率?！?/p>