来源:干就有未来
造血干细胞
造血干细胞是血液系统中的成体干细胞,具有长期自我更新的能力和分化成各类成熟血细胞的潜能。对于造血干细胞属于单能干细胞还是多能干细胞,科学界中仍存在不小的争议。首先我们来了解一下什么是单能干细胞和多能干细胞。
单能干细胞是指只能向单一方向分化、产生一种或几种密切相关类型的细胞。如神经干细胞等。
多能干细胞是指具有发育成多种组织器官潜能的细胞。如胚胎干细胞等。
在早期的研究中,科学家们普遍认为造血干细胞是多能干细胞。然而,随着技术的进步和研究的深入,一些科学家开始提出质疑,认为造血干细胞可能是单能干细胞。
对此,我们咨询了十余位来自高校、科研院所、医疗机构、企业的干细胞领域行业资深专家,他们对此发表了不同观点。
专家观点
超过半数的专家认为,造血干细胞具有分化成红细胞、白细胞和血小板等各种成熟的血细胞的能力,所以应该归为“多能干细胞”中。此外,在英文表述中,造血干细胞(Hematopoietic stem cells)属于multipotent hematopoietic stem cells,即多能造血干细胞。值得注意的是,此处的“multipotent(多能的)”需要区别于“诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSC)”中的“pluripotent(多能的)”。因iPSC能够在体外无限培养,分化成3胚层的任意细胞,包括神经细胞、心肌细胞、免疫细胞等。而造血干细胞只能分化为同胚层的血细胞 。虽然两者都翻译为“多能的”,但是显然pluripotent比multipotent更具多能性。还有专家认为,为区别于iPSC,同时考虑到造血干细胞的特性和功能,造血干细胞应该进一步被表述为“成体多能干细胞”更为贴切。
此外,还有一部分专家持有不同的观点,他们认为造血干细胞应该被视为单能干细胞。虽然其拥有分化为各种血细胞的能力,但是红细胞、白细胞和血小板等均属于同一类型的细胞,即血细胞,在大多数情况下,造血干细胞只能分化为血细胞谱系中的一种或几种类型,而不能分化为其他类型的细胞,所以其具有单能性。结合其他组织中的干细胞均为单能干细胞,如神经干细胞只能分化为神经元、视网膜干细胞只能分化为视网膜神经细胞等,均为单能干细胞,造血干细胞具有单能性。
在人民卫生出版社第7版《医学免疫学》中,对造血干细胞部分的表述为“骨髓多能造血干细胞具有自我更新和分化的能力,在骨髓造血微环境影响下,经过定向祖细胞、前体细胞等分化阶段,最终分化、成熟为各种血细胞。”
2018年5月发表在干细胞领域顶级期刊Cell Stem cell的一篇综述“Causes and Consequences of Hematopoietic Stem Cell Heterogeneity”中,也肯定了造血干细胞归类于多能干细胞。
在北大核心期刊《生物学教学》中发表的最新论文中,造血干细胞也归于多能干细胞【许艺红, 庄云婷, 肖义军. 一些重要干细胞的概念及其应用[J]. 生物学教学, 2023, 48 (01): 5-8.】
将造血干细胞与公认的单能干细胞——神经干细胞做个对比,发现它们之间存在一定的差异:
①造血干细胞具有分化成多种血细胞类型的能力。相比之下,神经干细胞主要分化成神经元和胶质细胞两种类型,具有相对较强的局限性。
②造血干细胞的分化程序和分子机制更为复杂和灵活,具有更强的多能性。而神经干细胞的分化程序和分子机制相对较为固定和有限。
③造血干细胞具有自我更新能力,可以持续分裂并产生新的干细胞,以维持造血系统的正常运转,这种自我更新能力也是多能干细胞的重要特征之一。而神经干细胞的分裂能力相对较弱,分裂速度较慢,自我更新能力也较差,限制了其分化潜能。
综合以上多方观点,笔者更倾向于认为造血干细胞属于特殊的单能干细胞。
由于我们对造血干细胞研究侧重点的不同,导致我们对造血干细胞的分类仍存在一定的争议。无论造血干细胞是多能干细胞还是单能干细胞,不可否认的是其对于医学和生物学研究具有的重要价值。在未来的医学和生物学研究中,我们需要进一步探索和发掘其潜力,推动再生医学的发展,为人类的健康和福祉作出更大的贡献。