來源:干就有未來
造血干細胞
造血干細胞是血液系統中的成體干細胞,具有長期自我更新的能力和分化成各類成熟血細胞的潛能。對于造血干細胞屬于單能干細胞還是多能干細胞,科學界中仍存在不小的爭議。首先我們來了解一下什么是單能干細胞和多能干細胞。
單能干細胞是指只能向單一方向分化、產生一種或幾種密切相關類型的細胞。如神經干細胞等。
多能干細胞是指具有發育成多種組織器官潛能的細胞。如胚胎干細胞等。
在早期的研究中,科學家們普遍認為造血干細胞是多能干細胞。然而,隨著技術的進步和研究的深入,一些科學家開始提出質疑,認為造血干細胞可能是單能干細胞。
對此,我們咨詢了十余位來自高校、科研院所、醫療機構、企業的干細胞領域行業資深專家,他們對此發表了不同觀點。
專家觀點
超過半數的專家認為,造血干細胞具有分化成紅細胞、白細胞和血小板等各種成熟的血細胞的能力,所以應該歸為“多能干細胞”中。此外,在英文表述中,造血干細胞(Hematopoietic stem cells)屬于multipotent hematopoietic stem cells,即多能造血干細胞。值得注意的是,此處的“multipotent(多能的)”需要區別于“誘導多能干細胞(induced pluripotent stem cells,iPSC)”中的“pluripotent(多能的)”。因iPSC能夠在體外無限培養,分化成3胚層的任意細胞,包括神經細胞、心肌細胞、免疫細胞等。而造血干細胞只能分化為同胚層的血細胞 。雖然兩者都翻譯為“多能的”,但是顯然pluripotent比multipotent更具多能性。還有專家認為,為區別于iPSC,同時考慮到造血干細胞的特性和功能,造血干細胞應該進一步被表述為“成體多能干細胞”更為貼切。
此外,還有一部分專家持有不同的觀點,他們認為造血干細胞應該被視為單能干細胞。雖然其擁有分化為各種血細胞的能力,但是紅細胞、白細胞和血小板等均屬于同一類型的細胞,即血細胞,在大多數情況下,造血干細胞只能分化為血細胞譜系中的一種或幾種類型,而不能分化為其他類型的細胞,所以其具有單能性。結合其他組織中的干細胞均為單能干細胞,如神經干細胞只能分化為神經元、視網膜干細胞只能分化為視網膜神經細胞等,均為單能干細胞,造血干細胞具有單能性。
在人民衛生出版社第7版《醫學免疫學》中,對造血干細胞部分的表述為“骨髓多能造血干細胞具有自我更新和分化的能力,在骨髓造血微環境影響下,經過定向祖細胞、前體細胞等分化階段,最終分化、成熟為各種血細胞。”
2018年5月發表在干細胞領域頂級期刊Cell Stem cell的一篇綜述“Causes and Consequences of Hematopoietic Stem Cell Heterogeneity”中,也肯定了造血干細胞歸類于多能干細胞。
在北大核心期刊《生物學教學》中發表的最新論文中,造血干細胞也歸于多能干細胞【許藝紅, 莊云婷, 肖義軍. 一些重要干細胞的概念及其應用[J]. 生物學教學, 2023, 48 (01): 5-8.】
將造血干細胞與公認的單能干細胞——神經干細胞做個對比,發現它們之間存在一定的差異:
①造血干細胞具有分化成多種血細胞類型的能力。相比之下,神經干細胞主要分化成神經元和膠質細胞兩種類型,具有相對較強的局限性。
②造血干細胞的分化程序和分子機制更為復雜和靈活,具有更強的多能性。而神經干細胞的分化程序和分子機制相對較為固定和有限。
③造血干細胞具有自我更新能力,可以持續分裂并產生新的干細胞,以維持造血系統的正常運轉,這種自我更新能力也是多能干細胞的重要特征之一。而神經干細胞的分裂能力相對較弱,分裂速度較慢,自我更新能力也較差,限制了其分化潛能。
綜合以上多方觀點,筆者更傾向于認為造血干細胞屬于特殊的單能干細胞。
由于我們對造血干細胞研究側重點的不同,導致我們對造血干細胞的分類仍存在一定的爭議。無論造血干細胞是多能干細胞還是單能干細胞,不可否認的是其對于醫學和生物學研究具有的重要價值。在未來的醫學和生物學研究中,我們需要進一步探索和發掘其潛力,推動再生醫學的發展,為人類的健康和福祉作出更大的貢獻。