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研究表明,血小板通过释放微囊泡可参与自身生成调控,为其体外制备提供了新思路,同时也有助于对血小板的数量进行调节的药物研发。
撰文:小明月
来源:干细胞者说● ● ●
众所周知,在我们的整个生命周期中,长期存活的造血干细胞(Hematopoietic stem cell ,HSC)能够分化为所有类型的血细胞:白细胞、红细胞和血小板。如果这些血细胞得不到持续补充,那么贫血、流血或危及生命的感染等严重性血液疾病就有可能会发生。
一般认为,促血小板生成素(Thrombopoietin,TPO)是调节造血干细胞分化成巨核系祖细胞定向巨核细胞,再增殖、成熟和血小板产生的主要调节因子,并且在成熟血小板生成中。而最新的一项研究结果表明,血小板通过释放微囊泡参与到自身的生成调控中。
2020年10月2日,国际学术期刊 Nature communications 在线发表了军事科学院军事医学研究院和华南干细胞与再生医学研究中心的最新研究成果“Platelet-derived microparticles enhance megakaryocyte differentiation and platelet generation via miR-1915-3p”。
本研究通过大量实验证实,活化的血小板通过释放微囊泡靶向造血干/祖细胞,并将其中大量包裹的miR-1915-3p 传递到靶细胞中去,正反馈调节巨核细胞和血小板的生成,从而补充消耗的血小板数量。
血小板是调控凝血和止血的重要血液成分,它由巨核细胞的胞质剥离而成,而巨核细胞的源头则是造血干细胞。对于造血干细胞的更新,自然离不开造血微环境。造血微环境对造血干细胞的维持、激活和分化至关重要。
该研究团队,一直聚焦于血小板发育调控研究,前期已深入分析了miR-125b对于巨核系发育的辅助推动作用(2016, Cell Death Dis)。在本项研究中,团队成员基于对特殊生理现象的分析,发现血小板释放的微囊泡(Platelet-derived microparticles, PMPs)和骨髓中巨核细胞增生象之间的关联性。
该研究团队,首先在急性肝损伤的小鼠模型中观察到,骨髓中巨核细胞的增多和外周血中血小板数量的增加是跟随着外周血中微囊泡数量的增加,而不是肝脏分泌的 TPO 的增加,以此为契机,推测PMPs也是调控巨核细胞和血小板数量平衡的因素。这一推测分别在细胞水平和辐照小鼠体内进行了验证,确定了PMPs能显著促进细胞向巨核系分化和血小板的生成,而PMPs中含量丰富的miRNA在这个过程中发挥了重要作用。
miR-1915-3p是PMPs内高度富集的一种miRNA,它能被PMPs传递到靶细胞中去,进而通过抑制 RHOB 表达水平,诱导巨核细胞和血小板的生成。PMPs,即血小板释放的微囊泡,是一类广受关注的细胞分泌的膜泡结构,可以作为细胞间的信使发挥调节作用,但是PMPs介导的血小板发育反馈调节是首次报导。
血小板的发生需经历造血干细胞、祖细胞、原巨核细胞、幼巨核细胞及成熟巨核细胞几个阶段,最终由成熟巨核细胞发生胞质的脱落而形成血小板。在这个过程中,造血细胞因子促血小板生成素(TPO),对血小板生成调控至关重要。
本研究绕开经典的 TPO 调控和维持血小板稳态的认知,提出血小板的激活和消耗,能够释放微囊泡,从而正反馈的调控造血干/祖细胞向巨核细胞分化,进而促使血小板的生成和补充。
本研究首次证明了miR-1915-3p对巨核细胞分化的正调控作用,确定了RHOB这一关键靶点,同时为巨核细胞/血小板的体外制备提供了新思路,同时也有助于对血小板的数量进行调节的药物研发。
军事科学院军事医学研究院和华南干细胞与再生医学研究中心裴雪涛研究员和谢小燕副研究员为文章共同通讯作者,曲洺逸博士为第一作者。
参考资料:
[1]Qu, M., Zou, X., Fang, F. et al. Platelet-derived microparticles enhance megakaryocyte differentiation and platelet generation via miR-1915-3p. Nat Commun 11, 4964 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-18802-0
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