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哈佛研究發現骨髓造血秘密:保護幹細胞免受紫外光破壞

2018/6/14 — 18:07

資料圖片,抽骨髓,圖片來源:維基百科

資料圖片,抽骨髓,圖片來源:維基百科

自 1970 年代起,學界都知道各種生物都會在體內不同的特定地方,由造血幹細胞製造血液細胞:人類與其他哺乳類動物的會集中於骨髓之中,而魚類則會在腎臟製造血液。

不過,為何生物會演化出這種「指定地方造血」的機制則一直未有確切答案。最新刊於《自然》的哈佛研究則找到其中的一些線索,指這種機制或是與保護造血幹細胞免受紫外光輻射破壞。研究亦可有助醫學界更安全地進行造血幹細胞移植。

研究源於一個意外的觀察:哈佛大學幹細胞及再生生物學系的研究生 Friedrich Kapp 正以顯微鏡觀察斑馬魚腎上的造血幹細胞,但他發現腎的上方有黑素細胞 (melanocyte) 阻礙其視線,而這些黑素細胞的形狀就他所形容似「降傘」一樣,他開始懷疑這些幫助人體製造黑色素的細胞,是否在保護造血幹細胞免受紫外光輻射破壞。

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他與學系教授 Leonard Zon 的研究團隊開始進行研究,將正常與經基改、無黑素細胞的斑馬魚分別曝露於紫外光下,發覺基改斑馬魚體內造血幹細胞數量的確減少了。之後,團隊將正常斑馬魚「反肚」受紫外光照曬,也得出類似結果,證明了黑素細胞在物理上保護了造血幹細胞。

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團隊後來再追查「指定地方造血」機制與黑素細胞關系的演化,發現黑素細胞在這些造血器官結構的歷史已相當久遠——至少在 5 億年前的魚類體內也已有黑素細胞保護造血幹細胞。而再對比近期的陸上動物演化,團隊鎖定了箭毒蛙進行更深入研究。團隊發現某些箭毒蛙於幼年期的蝌蚪生出腳時,其造血幹細胞會逐步由腎轉移至骨髓之中;在所有的發育階段,牠們的造血結構都被黑素細胞保護。

Zon 指,現在人類已有證據證明陽光是其中一個因素,令生物演化出於特定器官結構製造血液。未來團隊將會繼續研究黑素細胞與造血幹細胞互動相關的訊號傳導,期望助醫學界更安全地進行造血幹細胞移植。

來源:
Phys.org, Why we make blood cells in our bones, 13 June 2018

報告:
Kapp, F.G., Perlin, J.R., Hagedorn, E.J., Gansner, J.M. & et al. (2018). Protection from UV light is an evolutionarily conserved feature of the haematopoietic niche. Nature published online 13 June 2018. DOI: 10.1038/s41586-018-0213-0

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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