骨髓是充滿(mǎn)骨頭的海綿狀和粘性組織，是血細(xì)胞形成或造血的部位。如果骨髓不能正常工作，則可能導(dǎo)致許多血液疾病，包括白血病，鐮狀細(xì)胞性貧血和淋巴瘤等。

在骨髓中，干細(xì)胞調(diào)節(jié)血液和免疫系統(tǒng)細(xì)胞的產(chǎn)生。過(guò)去，醫(yī)生通過(guò)常規(guī)方法研究干細(xì)胞。現(xiàn)在，來(lái)自歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室(EMBL)，海德堡干細(xì)胞技能與實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)研究所(HI-STEM)和德國(guó)癌癥研究中心(DKFZ)的研究人員團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種在單細(xì)胞水平上研究骨髓三維結(jié)構(gòu)的新方法。

骨髓環(huán)境

利用這種新方法，研究人員能夠鑒定出以前未知的細(xì)胞類(lèi)型，從而產(chǎn)生有利于干細(xì)胞血液產(chǎn)生的環(huán)境。這項(xiàng)新的研究發(fā)表在《自然細(xì)胞生物學(xué)》上，闡明了骨髓的復(fù)雜性，包括研究白血病等血液疾病的新科學(xué)依據(jù)。

骨髓區(qū)域的三維分割。高亮顯示了不同的利基細(xì)胞(綠色和紅色的點(diǎn))和血管(灰色)。資料來(lái)源：DKFZ，EMBL和蘇黎世大學(xué)醫(yī)院

在這項(xiàng)研究中，研究小組專(zhuān)注于鼠骨髓，其中含有對(duì)長(zhǎng)期血細(xì)胞產(chǎn)生至關(guān)重要的干細(xì)胞。多年來(lái)，科學(xué)家一直對(duì)研究如何影響干細(xì)胞以維持血液生成感興趣。他們認(rèn)為,改變骨髓環(huán)境可以幫助制定新的白血病治療方法并可能治療。

“到目前為止，人們關(guān)于骨髓中不同細(xì)胞的組織方式以及它們?nèi)绾蜗嗷プ饔靡跃S持血液干細(xì)胞的了解甚少。我們的方法揭示了骨髓中的細(xì)胞組成，三維組織和細(xì)胞間通訊，到目前為止，使用傳統(tǒng)方法很難研究這種組織?！?Jude Al-Sabah博士進(jìn)一步解釋說(shuō)。

使用新穎的計(jì)算方法

為了更好地了解骨髓細(xì)胞，該團(tuán)隊(duì)使用新穎的計(jì)算方法，通過(guò)結(jié)合單細(xì)胞和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)來(lái)確定細(xì)胞的定位方式以及它們?nèi)绾斡绊懜杉?xì)胞。然后他們研究了骨髓細(xì)胞的RNA含量，鑒定出約32種不同的細(xì)胞類(lèi)型。這些包括以前未知且非常罕見(jiàn)的，被稱(chēng)為罕見(jiàn)的生態(tài)位細(xì)胞。

研究人員認(rèn)為，這種罕見(jiàn)的細(xì)胞負(fù)責(zé)在骨髓中創(chuàng)造獨(dú)特的環(huán)境和環(huán)境，這是干細(xì)胞，新血細(xì)胞和免疫細(xì)胞產(chǎn)生所必需的。他們還從三維角度確定了這些細(xì)胞在骨髓中的組成，并同時(shí)預(yù)測(cè)了細(xì)胞之間的相互作用和交流。

該研究的數(shù)據(jù)集可以被全球各地的實(shí)驗(yàn)室訪問(wèn)，以幫助研究這些細(xì)胞，并可能為血液疾病制定新的治療方法。實(shí)際上，數(shù)據(jù)可以通過(guò)Web應(yīng)用程序訪問(wèn)。

借助新的計(jì)算方法，科學(xué)家現(xiàn)在可以研究骨髓及其內(nèi)部環(huán)境。未來(lái)的研究可以將其作為新發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)，尤其是可以為諸如白血病等威脅生命的血液疾病的新治療方法出現(xiàn)鋪平道路的研究。

白血病如何形成

血液具有三種類(lèi)型的細(xì)胞：將氧氣輸送到身體部位的紅細(xì)胞，抵抗感染的白細(xì)胞以及有助于凝血的血小板。骨髓是血細(xì)胞產(chǎn)生的場(chǎng)所，每天都會(huì)產(chǎn)生數(shù)十億個(gè)新血細(xì)胞。

白血病是一種影響血液細(xì)胞的癌癥，包括紅細(xì)胞和白細(xì)胞。當(dāng)發(fā)育中的血細(xì)胞的DNA受損時(shí)，它就會(huì)發(fā)生。結(jié)果，血細(xì)胞不受控制地生長(zhǎng)和分裂。在白血病中，人體產(chǎn)生的白細(xì)胞數(shù)量超過(guò)了所需的數(shù)量，但它們無(wú)法有效發(fā)揮作用。由于血細(xì)胞太多，某些器官無(wú)法有效地工作。

隨著時(shí)間的流逝，將沒(méi)有足夠的紅細(xì)胞為細(xì)胞中的氧氣供應(yīng)，將沒(méi)有足夠的血小板來(lái)凝結(jié)血液，也將沒(méi)有足夠的白細(xì)胞來(lái)支持免疫系統(tǒng)。

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