在成人中，造血干细胞存在于骨髓和血液中，但在出生之前，它们更大程度上存在于肝脏中，在那里它们以非常高的速率繁殖或增殖为额外的造血干细胞。此外，动物研究表明，胎儿肝脏中的造血干细胞比骨髓中的造血干细胞更容易被移植。

为了了解是什么让胎儿肝脏造血干细胞具有这些优越的增殖和移植特性，研究人员检查了这些高效能干细胞特有的基因表达模式。他们将这种检测与多种实验方法相结合，以表征这些相同细胞的蛋白表达和功能。

“这一深入的分析表明，这些干细胞在其表面表达一种名为CD201的蛋白质，这种蛋白质与这种移植潜力密切相关，可以用来将功能性干细胞与其他细胞类型隔离开来。”联合资深作者、麻省理工学院和哈佛大学拉贡研究所的首席研究员亚历杭德罗·b·巴拉兹博士说。“这将帮助我们通过净化这些细胞来改善骨髓和干细胞移植的过程。”

对相关基因的进一步了解也将帮助科学家在实验室中以较高的移植潜力繁殖造血干细胞，并操纵它们更有效地对抗血细胞相关疾病，如镰状细胞性贫血、艾滋病毒和某些类型的癌症。总之，这项工作已经形成了最有效的血液干细胞的详细蓝图，并将导致更好地理解为什么这些细胞有如此非凡的再生能力。这些见解将使我们能够为血液疾病患者创造更安全、更有效的治疗方法，”波士顿大学医学院研究助理教授、首席作者Kim Vanuytsel博士说。

文章的第二作者乔治·j·墨菲博士,波士顿大学医学院的医学副教授兼联合创始人的布鲁里溃疡和BMC再生医学中心(CReM)补充说,团队的公开共享资源,已提供一个交互式格式在https://engraftable-hsc.cells.ucsc.edu网站上,这将使对移植潜力有新的生物学见解，并激发未来广泛的研究。“如果没有波士顿地区机构之间强有力的、学院式的合作，这项重要的工作是不可能实现的。这个项目也是‘开源生物学’工作的一个光辉榜样，在这里，所有人都可以自由共享信息和见解，用于未来的发现，”他说。

合作者包括卡洛斯?Villacorta-Martin乔纳森?Lindstrom-Vautrin哲Wang Wilfredo f . Garcia-Beltran弗拉基米尔?Vrbanac迪伦帕森斯,埃文·c·Lam泰勒m .无光,托德·w·Dowrey萨拉·s·库马尔,李Mengze Feiya Wang安东尼·k·杨Gustavo Mostoslavsky鲁本干,约书亚·d·坎贝尔和安娜Belkina。

Journal Reference:

1. Kim Vanuytsel, Carlos Villacorta-Martin, Jonathan Lindstrom-Vautrin, Zhe Wang, Wilfredo F. Garcia-Beltran, Vladimir Vrbanac, Dylan Parsons, Evan C. Lam, Taylor M. Matte, Todd W. Dowrey, Sara S. Kumar, Mengze Li, Feiya Wang, Anthony K. Yeung, Gustavo Mostoslavsky, Ruben Dries, Joshua D. Campbell, Anna C. Belkina, Alejandro B. Balazs, George J. Murphy. Multi-modal profiling of human fetal liver hematopoietic stem cells reveals the molecular signature of engraftment. Nature Communications, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-022-28616-x