揭示脂肪細(xì)胞對(duì)造血干細(xì)胞放化療后再生的正調(diào)控作用

雜志在線發(fā)表了中國科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所周波研究組和美國德州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心Sean J. Morrison研究組的研究成果“Bone marrow adipocytes promote the regeneration of stem cells and haematopoiesis by secreting SCF”(骨髓脂肪細(xì)胞通過分泌干細(xì)胞因子促進(jìn)造血干細(xì)胞再生)。研究工作揭示了骨髓脂肪細(xì)胞對(duì)造血干細(xì)胞放化療后再生的正調(diào)控作用，顛覆了過去脂肪細(xì)胞作為造血抑制物的經(jīng)典認(rèn)識(shí)。周波研究員為論文*作者和共同通訊作者，Sean J. Morrison教授為論文另一共同通訊作者。研究同時(shí)被評(píng)為下期《Nature Cell Biology》雜志封面文章。

成年人腿骨中50%以上的空間被脂肪占據(jù)，這一比例在衰老或疾病發(fā)生后會(huì)進(jìn)一步增加。骨髓脂肪細(xì)胞數(shù)量與生理或病理性骨髓抑制具有高度的相關(guān)性。因此，一直以來，脂肪細(xì)胞抑制骨髓造血被作為教科書般的常識(shí)。周波等人的工作發(fā)現(xiàn)，骨髓脂肪細(xì)胞能夠通過分泌造血干細(xì)胞必須生長因子SCF促進(jìn)放化療后造血干細(xì)胞的再生。利用條件性敲除技術(shù)將Scf從骨髓脂肪細(xì)胞中敲除，會(huì)導(dǎo)致放化療后造血干細(xì)胞再生的缺陷，進(jìn)而降低小鼠的血氧水平和生存率。

周波等人的前期工作顯示，在生理?xiàng)l件下，內(nèi)皮細(xì)胞和血管外周的間充質(zhì)干細(xì)胞是造血干細(xì)胞巢(niche)的核心組分，它們通過結(jié)構(gòu)性或功能性的機(jī)制促進(jìn)造血干細(xì)胞的自我更新(Cell Stem Cell 2015； Nature 2015； eLife 2015； Cell Stem Cell 2016)。在zui近的這項(xiàng)工作中，他們發(fā)現(xiàn)放療或化療之后生理性的造血干細(xì)胞巢(內(nèi)皮細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞)會(huì)受到暫時(shí)性的破壞。為了維持骨髓內(nèi)的SCF的水平，間充質(zhì)干細(xì)胞緊急啟動(dòng)成脂分化。新生成的脂肪細(xì)胞成為臨時(shí)的造血干細(xì)胞巢，通過分泌SCF等干細(xì)胞因子維持機(jī)體基本的造血功能。待到骨髓重建之后，“脂肪巢”又被生理性的干細(xì)胞巢逐步取代。因此，這項(xiàng)工作揭示了應(yīng)激條件下造血干細(xì)胞巢的動(dòng)態(tài)變化。

在生理?xiàng)l件下，造血干細(xì)胞生存于血管外周的干細(xì)胞巢，由內(nèi)皮細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞構(gòu)成(Cell Stem Cell 2014； eLife 2015； Cell Stem Cell2016)；在失血或懷孕之后，機(jī)體供血短缺，造血干細(xì)胞遷移到脾臟紅質(zhì)，進(jìn)行髓外造血(Nature 2015)；在放化療后，生理性干細(xì)胞巢被破壞，骨髓內(nèi)的間充質(zhì)干細(xì)胞分化出大量脂肪細(xì)胞，臨時(shí)性支持造血干細(xì)胞的維持和再生(本項(xiàng)工作)。