人类的造血细胞为什么长在骨髓里？

　　人类和其他哺乳动物的造血干细胞位于骨骼之中，而鱼类的造血干细胞位于肾脏。20世纪70年代末，生物学家首次发现了血液发育的特定部位——“造血干细胞龛”。此后，科学家们想知道为什么不同生物的造血部位如此不同。

　　40年后的今天，他们终于发现了一条有价值的线索：哺乳动物进化出干细胞龛的目的是保护造血干细胞免受紫外线伤害。

　　这项由哈佛干细胞和再生生物学系、波士顿儿童医院干细胞项目和哈佛干细胞研究所共同领导的研究成果发表在《Nature》。

　　这项研究的灵感来自科学家对斑马鱼的一次偶然观察。“当我试图在显微镜下观察血干细胞时，肾脏上方的黑色素细胞挡住了我的视线，”Friedrich Kapp博士说。黑色素细胞（melanocytes）是生产黑色素的细胞。

　　“肾脏上方的黑色素细胞的形状使我联想到了遮阳伞，所以我想，它们能为造血干细胞提供紫外线防护吗？”Kapp说。

图片.png

　　于是，Kapp把正常的斑马鱼和缺乏黑色素细胞的突变斑马鱼暴露在紫外线下，的确，突变斑马鱼体内的造血干细胞数量减少了。

　　此外，上下颠倒照射正常斑马鱼，它们也会因此损失造血干细胞。这证实，伞状黑色素细胞物理屏蔽了紫外线对肾脏的侵害。

　　从水生到陆地

　　发现黑色素细胞是用来保护造血干细胞免受紫外线辐射之后，研究人员搜索了整个生命进化树，发现黑色素细胞包围造血干细胞龛生长这种现象已经存在很长世间了，大约能追溯到5亿年前，那时鱼类与其他脊椎动物在进化树上开始分离。

　　研究人员还选用了一种毒箭蛙来研究当代的两栖动物。蝌蚪长出腿时，造血干细胞开始从被黑色素细胞覆盖的肾脏转移到骨髓。他们注意到，青蛙所有发育阶段，造血干细胞都严格避免接受紫外线照射。

　　“我们现在有证据认为阳光是造血干细胞龛进化的驱动力，”文章通讯作者Leonard Zon教授说。

　　Zon课题组将继续通过定义黑色素细胞和造血干细胞之间互作生物信号通路来研究造血干细胞龛。“为移植造血干细胞在体内找到一个安全的新家非常重要，作为血液学家和肿瘤学家，我治疗过很多血液疾病和癌症患者，”Zon说。“越透彻地了解细胞龛，我们就能让造血干细胞移植更安全。”