Scientific Reports：美国肾脏专家意外发现血细胞起源
血液系统中的成体干细胞，是一个异质性的群体，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。它是研究历史最长且最为深入的一类成体干细胞。但是，你真的知道它的最初起源吗？
弗吉尼亚大学医学院的肾脏研究课题组意外地发现了心脏形成的关键基因，该基因是一个与疾病相关的致命基因。《Scientific Reports》杂志报道了他们的这项研究发现。
科学家们惊奇地发现，心脏内层细胞的来源竟然和血细胞相同，它们都由同一种“前体细胞”分化而来。这种单一类型的干细胞既能变成运输气体的血细胞，也能变成泵血的心肌细胞。
研究人员还发现了一个名叫鞘氨醇-1磷酸受体1（sphingosine-1-phosphate receptor 1，S1P1）的基因，对心脏的正确形成十分重要。缺失该基因，前体细胞只能发育出海绵状的心脏，损害了心脏原有的强有力的持续泵血能力。这种症状在临床上被称为心室非压缩型心肌病（ventricular non-compaction cardiomyopathy），也称心肌致密化不全，这是一种致命的遗传疾病，患者往往都在年龄很小的时候无救身亡。
“年复一年，许多慢性疾病患者在器官移植名单上等待着获救的曙光，像心脏和肾脏这般重要的器官疾病，我们迫切地需要了解疾病的分子或细胞机理，才能知晓如何修复它们，”本文第一作者胡燕博士说。“器官是由许多不同类型的细胞所构成的复杂机器，了解每个细胞的起源和基因功能调控是科学家们破解疾病致病过程的基础，基础科研的最终目标是找到引导细胞自我修复的方法，乃至利用病人自身的改造细胞重新创造一个全新的可用器官。”
Maria Luisa S. Sequeira-Lopez课题组在研究肾脏形成的时候发现，将S1P1基因缺失后，会威胁小鼠的生命，不是肾脏损伤，而是其他部位。“我们调查了影响肾血管系统发育中的基因的功能，”她回忆道。“心脏是首先发育的器官，所以我们删除前体细胞中的这个基因后，心脏就出现了严重水肿、出血和低心率等异常。”
这些异常现象将研究人员的注意力从肾脏转向了心脏。“肾脏还没有形成，心脏壁先出了问题，因此我们不得不开始研究心脏。在我们所熟悉的领域外，我们只好越走越远。”
事实证明，他们所取得的成果对任何心脏专业领域的科学家来说都是始料未及的。“长期以来，科学家们认为每个器官的发育都是独立自主的，例如发育心脏的干细胞和发育出血液的干细胞往往各司其职。”本文的第二作者Brian C. Belyea博士解释说。“但是我们实验室的其他实验结果表明，这些前体细胞可能有着更广泛的可塑性。我们发现，位于胚胎心脏处的心脏前体细胞确实能组成成人心脏，同时它也培育出了血细胞。”
研究人员对他们的发现感到惊讶，因此，他们反复使用多种技术手段（包括动物模型、基因消融、包埋器官成像和免疫荧光检查法、集落形成细胞实验、胚胎心脏移植、流式细胞术），结果都证实了这一结论。
有关S1P1基因的重要作用的新发现，或许将成为相关疾病临床研究的一块垫脚石。
