輸血領域出現突破性進展 體外生產紅細胞解決血源緊缺世界難題

記者從中國科學技術大學獲悉，該校生命科學與醫學部程臨釗教授領導的課題組及合作團隊，研究建立了從人外周血單個核細胞大量擴增紅系祖細胞并高效誘導分化為成熟紅細胞的實驗體系，首次發現外源表達BMI1基因可以促使紅系祖細胞體外擴增高達一萬億倍，為解決紅細胞緊缺這一世界性難題提供了新思路。研究成果日前發表于美國基因和細胞治療協會會刊《分子療法》上。國際知名血液專家評論此工作“是輸血領域的突破性進展，解決了血源緊缺的瓶頸性問題。”

目前，紅細胞和其他血液制品主要來源于志愿者外周血捐獻，供者不足、感染風險、稀有血型缺乏等仍是世界性的輸血難題。體外誘導多能干細胞定向分化為紅細胞是解決上述問題的另一條重要途徑，但多能干細胞分化來源的紅系祖細胞脫核效率非常低，難以產生足夠的成熟紅細胞。如何通過體外培養獲得大量功能性的紅細胞，是該領域的重要挑戰。

科研人員通過對健康供者外周血單個核細胞富集CD235a+紅系祖細胞進行詳細分析，發現紅系祖細胞無法長時間維持自我更新的狀態，并且迅速分化隨即凋亡。高通量測序結果顯示，隨著紅系祖細胞體外培養的分化成熟，BMI1基因表達迅速下調，外源過表達BMI1可以讓紅系祖細胞維持自我更新的能力，在培養體系中不斷擴增，2個月可以擴增高達10的一萬億倍。此外，研究還發現BMI1對鐮刀型貧血癥患者來源的紅系祖細胞具有同樣的功效。將誘導脫核后的成熟紅細胞通過尾靜脈注射進入輸血模型小鼠體內，發現培養來源的人紅細胞具有與正常外周血來源紅細胞一樣的體內循環功能。最后，課題組也證實體外擴增的紅系祖細胞可以被進一步基因工程化修飾來滿足更廣泛的精準醫療。

這項研究首次建立了人外周血來源的紅系祖細胞體外大量擴增和高效脫核的培養體系，有望解決紅細胞緊缺的世界性難題。(吳長鋒)