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纯化方案可从斑马鱼中收集难以捉摸的血液干细胞

造血干细胞(HSC)是多能干细胞,可以发育为体内每种类型的血细胞。它们还可以用于医学研究中,以了解和治疗基于血液的疾病。斑马鱼(Danio rerio)用于研究HSC,尤其是在发育生物学领域,但是由于在该物种中难以纯化干细胞,因此对成年动物的研究通常受到限制。金泽大学的研究人员及其合作者现在描述了一种纯化方案,可以收集这些难以捉摸的斑马鱼HSC。

斑马鱼是研究造血细胞如何正常发育及其在疾病中的作用的强大系统。他们的大部分生物学现象都与我们在人类身上看到的情况相似,斑马鱼的另一个好处是可以触及很多实验工具,包括活细胞成像和脊椎动物之间的比较分析。不幸的是,事实证明,要有效地从该物种中分离出造血干细胞,这一直是该领域的主要障碍。”

在成年斑马鱼的肾脏中,HSC高度丰富(与人类不同,在骨髓中发现了HSC)。面临的挑战是将它们与肾脏中发现的其他细胞分开。细胞分离通常涉及一种称为流式细胞术的纯化技术,该技术将细胞以单个文件的形式通过管子发送并受到激光束的撞击。然后,机器(流式细胞仪)根据细胞对光的反射或散射方式对其进行分类。

在这项发表在《科学报告》上的研究中,研究人员创造了一种斑马鱼菌株,该菌株生产两种发光蛋白,一种绿色(绿色荧光蛋白,GFP)和一种红色(mCherry),可以通过流式细胞仪进行检测和分选。 。该斑马鱼品系中的每种荧光蛋白均受与血细胞相关的基因的调控,但具有这两种荧光蛋白的细胞在HSC中受到限制。通过用两种不同的血细胞标记物对细胞进行颜色编码,研究小组能够纯化出具有“干”标志的细胞,例如能够自我繁殖并分化为其他类型血细胞的能力。

那么,成功分离斑马鱼中的HSC对干细胞研究领域意味着什么呢?

共同作者毛近藤说:“当最终在小鼠中纯化HSC时,研究界就学到了很多有关干细胞如何自我更新以及如何分化形成血细胞的知识。”“我们非常希望这能促进斑马鱼研究的类似扩散。除了斑马鱼的一些实验优势外,我们发现斑马鱼HSC与哺乳动物HSC共有许多关键基因。这表明了斑马鱼的机理发现对于理解人类的血液疾病和开发新的医学方法可能具有直接的意义。”

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