中科西部研究院:血干细胞之父是谁?非谁莫属!

2021-05-06 23:13:45 196

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1960年,当发现骨髓移植可以挽救惨遭辐射的小鼠时,科学家们就推测造血干细胞的存在,但一直没有实验方法可以分离或证明它们的存在,直到1963年加拿大学者詹姆斯-铁和欧那斯特-麦卡洛克的经典小鼠骨髓移植实验,才从功能上证明了造血干细胞的存在。

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他们将具有特殊遗传标记的骨髓细胞输入到被致死量辐射的小鼠体内,从功能上证明了受体小鼠的造血系统可以重建,而且所有的血液细胞都携带者和供体小鼠一样的遗传标记。这个方法至今仍然是鉴定造血干细胞的“黄金标准”,詹姆斯和欧那斯因此发现被人们称之为“造血干细胞之父”。

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自从确定小鼠骨髓中存在有造血干细胞之后,科学家们开始试图从骨髓中分离造血干细胞,但造血干细胞的形态和普通的白血细胞没有区别,这使得他们很难被识别,研究人员一直没有发现分离造血干细胞的方法。这种情况一直续到20世纪80年代后期,流式细胞仪和单克隆抗体(monoclonal antibody)技术的岀现为细胞生物学的研究提供了前所未有的技术平台,掌握和应用这两项技术成为新时代弄潮儿必备的科研武器,在众多研究者中,艾文•魏斯曼在分离鉴定造血干细胞的贡献为突出。

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魏斯曼是美国斯坦福大学病理学与发育生物学研究所的教授,从20世纪60年代就一直专注于造血干细胞研究,重点研究造血和免疫系统细胞的发育。为了寻找鉴定造血干细胞的方法,魏斯曼的实验室首先集中精力研究小鼠造血干细胞的细胞膜蛋白,探索它们是否可以作为鉴定造血干细胞的可能性。细胞膜蛋白分布在细胞的表面,简单的比喻就像人种可以根据肤色分为白、黄、黑一样,每类细胞都携带有某些特定的细胞膜蛋白,它们在细胞生理活动中起着重要作用,也可以用于分离细胞和鉴定细胞类型。

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利用单克隆抗体技术,1988年魏斯曼的团队首先发现了一组与小鼠造血干细胞密切相关的细胞膜蛋白,1992年又发现了一组与人造血干细胞密切相关的细胞膜蛋白,然后选择小鼠和人接近的细胞膜蛋白作为造血干细胞的标记蛋白,比如现在临床常用的CD34、CD59、Thyl、c-kit等标记蛋白,现在已经成为分离和鉴定造血干细胞的常规方法。