揭示脂肪細胞對造血干細胞放化療后再生的正調控作用

雜志在線發表了中國科學院生物化學與細胞生物學研究所周波研究組和美國德州大學西南醫學中心Sean J. Morrison研究組的研究成果“Bone marrow adipocytes promote the regeneration of stem cells and haematopoiesis by secreting SCF”(骨髓脂肪細胞通過分泌干細胞因子促進造血干細胞再生)。研究工作揭示了骨髓脂肪細胞對造血干細胞放化療后再生的正調控作用，顛覆了過去脂肪細胞作為造血抑制物的經典認識。周波研究員為論文*作者和共同通訊作者，Sean J. Morrison教授為論文另一共同通訊作者。研究同時被評為下期《Nature Cell Biology》雜志封面文章。

成年人腿骨中50%以上的空間被脂肪占據，這一比例在衰老或疾病發生后會進一步增加。骨髓脂肪細胞數量與生理或病理性骨髓抑制具有高度的相關性。因此，一直以來，脂肪細胞抑制骨髓造血被作為教科書般的常識。周波等人的工作發現，骨髓脂肪細胞能夠通過分泌造血干細胞必須生長因子SCF促進放化療后造血干細胞的再生。利用條件性敲除技術將Scf從骨髓脂肪細胞中敲除，會導致放化療后造血干細胞再生的缺陷，進而降低小鼠的血氧水平和生存率。

周波等人的前期工作顯示，在生理條件下，內皮細胞和血管外周的間充質干細胞是造血干細胞巢(niche)的核心組分，它們通過結構性或功能性的機制促進造血干細胞的自我更新(Cell Stem Cell 2015； Nature 2015； eLife 2015； Cell Stem Cell 2016)。在zui近的這項工作中，他們發現放療或化療之后生理性的造血干細胞巢(內皮細胞和間充質干細胞)會受到暫時性的破壞。為了維持骨髓內的SCF的水平，間充質干細胞緊急啟動成脂分化。新生成的脂肪細胞成為臨時的造血干細胞巢，通過分泌SCF等干細胞因子維持機體基本的造血功能。待到骨髓重建之后，“脂肪巢”又被生理性的干細胞巢逐步取代。因此，這項工作揭示了應激條件下造血干細胞巢的動態變化。

在生理條件下，造血干細胞生存于血管外周的干細胞巢，由內皮細胞和間充質干細胞構成(Cell Stem Cell 2014； eLife 2015； Cell Stem Cell2016)；在失血或懷孕之后，機體供血短缺，造血干細胞遷移到脾臟紅質，進行髓外造血(Nature 2015)；在放化療后，生理性干細胞巢被破壞，骨髓內的間充質干細胞分化出大量脂肪細胞，臨時性支持造血干細胞的維持和再生(本項工作)。