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科学家开发了3D骨髓图集以帮助研究血液疾病

骨髓是充满骨头的海绵状和粘性组织,是血细胞形成或造血的部位。如果骨髓不能正常工作,则可能导致许多血液疾病,包括白血病,镰状细胞性贫血和淋巴瘤等。

在骨髓中,干细胞调节血液和免疫系统细胞的产生。过去,医生通过常规方法研究干细胞。现在,来自欧洲分子生物学实验室(EMBL),海德堡干细胞技术与实验医学研究所(HI-STEM)和德国癌症研究中心(DKFZ)的研究人员团队开发了一种研究这三种方法的新方法。单细胞水平的骨髓三维结构。

骨髓环境

利用这种新方法,研究人员能够鉴定出以前未知的细胞类型,从而产生有利于干细胞血液产生的环境。这项新的研究发表在《自然细胞生物学》上,阐明了骨髓的复杂性,包括研究白血病等血液疾病的新科学依据。

在这项研究中,研究小组专注于鼠骨髓,其中含有对长期血细胞产生至关重要的干细胞。多年来,科学家一直对研究如何影响干细胞以维持血液生成感兴趣。他们认为改变骨髓环境可以帮助制定新的白血病治疗方法并可能治愈。

“到目前为止,关于骨髓中不同细胞的组织方式以及它们如何相互作用以维持血液干细胞的了解甚少。我们的方法揭示了骨髓中的细胞组成,三维组织和细胞间通讯,到目前为止,使用传统方法很难研究这种组织。” Jude Al-Sabah博士进一步解释说。 HI-STEM和DKFZ的Haas Group,” Chiara Baccin,EMBL的Steinmetz Group的博士后。

为了更好地了解骨髓细胞,该团队使用新颖的计算方法,通过结合单细胞和空间转录组学来确定细胞的定位方式以及它们如何影响干细胞。然后他们研究了骨髓细胞的RNA含量,鉴定出约32种不同的细胞类型。这些包括以前未知且非常稀有的,被称为稀有小生境细胞的那些。

研究人员认为,稀有细胞负责在骨髓中创造独特的环境和环境,这是干细胞,新血细胞和免疫细胞产生所必需的。他们还从三维角度确定了这些细胞在骨髓中的组成,并同时预测了细胞之间的相互作用和交流。

该研究的数据集可以被全球各地的实验室访问,以帮助研究这些细胞,并可能为血液疾病制定新的疗法。实际上,数据可以通过Web应用程序访问。

借助新的计算方法,科学家现在可以研究骨髓及其内部环境。未来的研究可以将其作为新发现的基础,尤其是可以为诸如白血病等威胁生命的血液疾病的新治疗铺平道路的研究。

白血病如何形成

血液具有三种类型的细胞:将氧气带到身体部位的红细胞,抵抗感染的白细胞以及有助于凝血的血小板。骨髓是血细胞产生的场所,每天都会产生数十亿个新血细胞。

白血病是一种影响血液细胞的癌症,包括红细胞和白细胞。当发育中的血细胞的DNA受损时,它就会发育。结果,血细胞不受控制地生长和分裂。在白血病中,人体产生的白细胞数量超过了所需的数量,但它们无法有效发挥作用。由于血细胞太多,某些器官无法有效地工作。

随着时间的流逝,将没有足够的红细胞为细胞中的氧气供应,将没有足够的血小板来凝结血液,也将没有足够的白细胞来支持免疫系统。

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