揭秘壓力影響機體骨髓造血功能的分子機理

造血作用（血細胞生成，Hematopoiesis）會受到生物性壓力的影響，比如感染、炎癥和特定藥物等，近日，一項刊登在國際雜志Blood上的研究報告中，來自東京醫(yī)科牙科大學(xué)等機構(gòu)的科學(xué)家們通過研究識別出了一種新型的細胞表面標(biāo)志物，其能幫助準(zhǔn)確分析造血過程對生物性壓力的反應(yīng)。

造血作用包括三種類型血細胞的生成，即紅細胞、白細胞和血小板，其是一種骨髓內(nèi)外對疾病過程反應(yīng)的動態(tài)過程，而骨髓則是血細胞生成的場所；此前科學(xué)家們對造血研究主要依賴于蛋白質(zhì)Sca-1，Sca-1會被造血干細胞和早期造血祖細胞所表達，這兩種細胞都是常見的三種類型血細胞的祖細胞，盡管針對每種血細胞的大多數(shù)晚期祖細胞并不會表達Sca-1，但最近研究越來越多地發(fā)現(xiàn)，這些細胞會在生物壓力的情況下開始再次表達Sca-1，從而就會降低基于Sca-1表達的造血分析的可靠性。

文章通訊作者Toshiaki Ohteki表示，準(zhǔn)確分析造血作用對于理解多種疾病的病理學(xué)進展和特征至關(guān)重要，本文研究的目標(biāo)就是識別一種可靠的標(biāo)志物，從而用來研究機體應(yīng)對壓力狀況的造血反應(yīng)；文章中，研究者將一種細菌毒素注射到小鼠體內(nèi)來誘導(dǎo)系統(tǒng)性的細菌感染，同時檢測到Sca-1陽性的造血祖細胞水平的升高，這就表明，Sca-1陰性的細胞會開始表達該蛋白從而來應(yīng)對感染，為了識別出Sca-1的優(yōu)秀標(biāo)志物，研究人員對180種細胞表面蛋白進行了篩選，最終發(fā)現(xiàn)CD86蛋白能作為一種新型的候選標(biāo)志物，相比Sca-1而言，在系統(tǒng)性細菌感染的背景下，CD86的表達并不會明顯增加，這就證實了在壓力狀況下有效區(qū)分早期和晚期造血干細胞的潛力。

那么CD86真能幫助理解生物性壓力影響機體造血反應(yīng)的機制嗎？研究人員重點對注射了細菌毒素的小鼠機體紅細胞生成過程進行研究，當(dāng)注射毒素后18-24小時內(nèi)，基于CD86的分析就能幫助研究者識別出骨髓中紅細胞生成的早期激活階段，而基于Sca-1的分子則無法識別；深入研究后研究者發(fā)現(xiàn)，骨髓中紅細胞的數(shù)量會在18個小時時達到高峰，隨后在72小時時下降到基準(zhǔn)水平，相反，血液中紅細胞的數(shù)量則會在24小時后開始增加，有意思的是，新產(chǎn)生的細胞具有成熟紅細胞的形態(tài)特征，即較小的細胞尺寸、沒有細胞核，這就表明，這些細胞或許并不是紅細胞的前體細胞。

最后研究者Ohteki表示，本文研究結(jié)果揭示了CD86如何糾正Sca-1在造血過程中的不足，后期我們或能利用CD86來作為一種可替換的Sca-1生物標(biāo)志物，從而來評估壓力狀況下真實的造血反應(yīng)。