《Nature》最新研究揭示血管在干细胞免疫调控中的关键作用
一项国际研究团队的最新发现，为干细胞如何避免免疫排斥提供了新的科学依据。这项研究发表在**《Nature》期刊上，揭示了一种特殊机制，使干细胞能够在“免疫豁免”环境中存活和发挥功能，而不会被免疫系统攻击。该研究由古桥和弘（Kazuhiro Furuhashi，名古屋大学、哥伦比亚大学）和藤崎丈二（Joji Fujisaki，哈佛大学、哥伦比亚大学）**领导。
研究背景：干细胞与免疫逃逸
干细胞是一类特殊的细胞，具有自我更新和分化为多种细胞类型的能力，因此在组织生长、修复和再生过程中发挥着至关重要的作用。然而，当干细胞被移植到新的宿主体内时，免疫系统往往会将其识别为“外来入侵者”并加以攻击，这也是许多自身免疫性疾病的核心问题之一。
在人体内，某些部位被称为“免疫豁免区”（immune-privileged sites），如眼睛、胎盘和大脑，这些区域的干细胞能在较少免疫干预的环境下存活。研究人员试图探索造血干细胞（HSCs，hematopoietic stem cells）如何在这些环境中存活，并为临床移植治疗提供新思路。造血干细胞是产生血液细胞的源头，被广泛应用于白血病及遗传性血液病的治疗。如果能够在移植时减少免疫排斥反应或降低免疫抑制药物的使用，将大大提高治疗效果。
关键发现：一类特殊干细胞如何避免免疫攻击
科学家长期以来推测，造血干细胞存在生存能力不同的层级结构。研究人员发现，在这一层级的顶端，存在一类特殊的干细胞，它们能够产生一氧化氮（NO，nitric oxide），从而影响免疫反应，使自身得以安全存活和增殖。
研究团队鉴定出了一类高水平表达NO的造血干细胞，称为NOhi HSCs（high NO-expressing hematopoietic stem cells）。进一步研究表明，这些细胞同时表达高水平的免疫调节受体CD200R，该蛋白在免疫抑制和免疫耐受中发挥关键作用。
此外，研究人员发现，NOhi HSCs的存活高度依赖于它们所处的特定血管结构。这些特殊血管呈现独特的“发夹状”弯曲形态，这一结构影响了血流动力学，使血流在这些区域产生较高的剪切应力（shear stress）。剪切应力是指血液沿血管壁流动时施加的力，它能够影响干细胞的行为，促使NO水平升高，从而调节细胞信号通路，维持干细胞的存活和功能。
研究团队总结认为，这种剪切应力+高NO水平的组合，形成了一个独特的微环境，使NOhi HSCs能够在不被免疫系统攻击的情况下存活和增殖。
研究意义：推动再生医学与癌症治疗
这一发现不仅加深了人们对干细胞存活机制的理解，还改变了人们对血管功能的认知。研究表明，血管不仅仅是运输血液的通道，还在调控干细胞活性和免疫反应方面发挥着“守门人”作用。
“了解剪切应力和免疫调节分子如何影响干细胞，将有助于开发新的免疫抑制和抗炎治疗方案。”古桥和弘表示。此外，这一发现还可能对癌症治疗产生深远影响。已有研究表明，CD200在肿瘤相关血管中也起作用，这意味着类似的免疫调控机制可能被某些肿瘤所利用，从而逃避免疫系统的攻击。未来，该研究或将为靶向癌症治疗提供新的突破口。
这一突破性研究为再生医学、免疫治疗和肿瘤学提供了重要启示，也为未来临床应用奠定了科学基础。
参考文献：Kazuhiro Furuhashi et al, Bone marrow niches orchestrate stem-cell hierarchy and immune tolerance, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-024-08352-6
编辑：王洪
排版：李丽
评论 (0)