科学家用人类干细胞构建出“类血细胞”

科技日报记者 张梦然

英国剑桥大学科学家用人类干细胞构建出“类血细胞”，这些三维胚胎样结构能够模拟人类早期发育的多个关键阶段，包括血液干细胞的生成。这种“类血细胞”的结构具备自组织能力，发育约两周后开始产生血液，在实验室中成功模拟了人类胎儿的血液发育过程。研究结果发表于最新一期《细胞报告》杂志。

新人类胚胎样模型重现了器官和血液系统最初形成阶段。显微镜下观察到，这些结构在培养第2天就已自组织形成外胚层、中胚层和内胚层，这是人体所有组织和器官发育的三大基础胚层。到第8天，模型中出现了跳动的心脏细胞，这些细胞在真实胚胎中将最终发育为心脏。第13天，团队观察到明显的红色血斑，进一步证实了功能性血细胞的生成。他们还验证了这些造血干细胞能够分化为多种血细胞类型，包括关键的免疫细胞。

由于人类胚胎在第4周到第5周时已植入母体子宫，这一阶段的发育过程在真实胚胎中无法直接观察。因此，干细胞衍生的胚胎模型成为研究这一“黑箱”时期的重要手段。此次所有研究均严格遵守国际伦理规范，获得了伦理委员会批准，并通过了同行评审。

团队表示，当培养皿中首次出现肉眼可见的血红色时，非常令人激动。这一新模型精确复现了人类胚胎中造血系统的启动过程，揭示了血细胞在胚胎生长中自然形成的机制，为药物筛选、早期血液与免疫系统发育研究，以及血液疾病的建模提供了强有力的工具。

尽管仍处于早期阶段，但在实验室中生产人类血细胞的能力，标志着再生医学迈出了关键一步，即利用患者自身的细胞来修复或再生受损组织。这意味着未来将可以制造出与患者基因完全匹配的血液细胞，从而避免免疫排斥反应，将在个性化医疗中展现出巨大潜力。

同时，类血细胞捕捉到了人类发育过程中的“第二波”造血事件，由于这一阶段能够产生包括T细胞在内的适应性淋巴细胞，其为研究健康与癌变状态下的血液发育开辟了新的路径。

总编辑圈点

科研人员利用人类干细胞，在培养皿里构建出一种名为“类血细胞”的三维结构。这一结构能逼真地模拟人类胚胎早期血液系统形成的关键过程。它为我们打开了前所未有的窗口，可以直接观察和理解生命最初阶段血液系统如何“从无到有”。它对于研究某些先天性疾病或早期妊娠失败的原因至关重要。未来某天，也许我们还能用这种技术，为白血病等血液病患者提供“量身定制”、完全匹配的血细胞或造血干细胞，从而挽救更多生命。