科學家用人類幹細胞構建出“類血細胞”

科技日報記者 張夢然

英國劍橋大學科學家用人類幹細胞構建出“類血細胞”，這些三維胚胎樣結構能夠模擬人類早期發育的多個關鍵階段，包括血液幹細胞的生成。這種“類血細胞”的結構具備自組織能力，發育約兩週後開始產生血液，在實驗室中成功模擬了人類胎兒的血液發育過程。研究結果發表於最新一期《細胞報告》雜誌。

新人類胚胎樣模型重現了器官和血液系統最初形成階段。顯微鏡下觀察到，這些結構在培養第2天就已自組織形成外胚層、中胚層和內胚層，這是人體所有組織和器官發育的三大基礎胚層。到第8天，模型中出現了跳動的心臟細胞，這些細胞在真實胚胎中將最終發育為心臟。第13天，團隊觀察到明顯的紅色血斑，進一步證實了功能性血細胞的生成。他們還驗證了這些造血幹細胞能夠分化為多種血細胞類型，包括關鍵的免疫細胞。

由於人類胚胎在第4周到第5周時已植入母體子宮，這一階段的發育過程在真實胚胎中無法直接觀察。因此，幹細胞衍生的胚胎模型成為研究這一“黑箱”時期的重要手段。此次所有研究均嚴格遵守國際倫理規範，獲得了倫理委員會批准，並通過了同行評審。

團隊表示，當培養皿中首次出現肉眼可見的血紅色時，非常令人激動。這一新模型精確復現了人類胚胎中造血系統的啓動過程，揭示了血細胞在胚胎生長中自然形成的機制，為藥物篩選、早期血液與免疫系統發育研究，以及血液疾病的建模提供了強有力的工具。

儘管仍處於早期階段，但在實驗室中生產人類血細胞的能力，標誌着再生醫學邁出了關鍵一步，即利用患者自身的細胞來修復或再生受損組織。這意味着未來將可以製造出與患者基因完全匹配的血液細胞，從而避免免疫排斥反應，將在個性化醫療中展現出巨大潛力。

同時，類血細胞捕捉到了人類發育過程中的“第二波”造血事件，由於這一階段能夠產生包括T細胞在內的適應性淋巴細胞，其為研究健康與癌變狀態下的血液發育開闢了新的路徑。

總編輯圈點

科研人員利用人類幹細胞，在培養皿裏構建出一種名為“類血細胞”的三維結構。這一結構能逼真地模擬人類胚胎早期血液系統形成的關鍵過程。它為我們打開了前所未有的窗口，可以直接觀察和理解生命最初階段血液系統如何“從無到有”。它對於研究某些先天性疾病或早期妊娠失敗的原因至關重要。未來某天，也許我們還能用這種技術，為白血病等血液病患者提供“量身定製”、完全匹配的血細胞或造血幹細胞，從而挽救更多生命。