监测细胞命运

由ETH科学家领导的国际研究团队一直在研究影响不同血细胞发育的因素。他们的研究表明某些分子机制与先前假设的不相关。这一发现有助于提高我们对白血病和贫血等疾病的认识。在生物学术语中，细胞是生物体中最小的功能实体。人体包含大量细胞：在10到100万亿的范围内，取决于人的体重和体重。这些细胞中的大多数在体内发挥特定功能，称为分化细胞。另一方面，干细胞能够连续分裂以产生更多干细胞和分化细胞，从而提供无穷无尽的分化细胞供应。身体中的某些细胞寿命相对较短。例如，许多白细胞(白细胞)和血小板(血小板)在几小时到几天内死亡，而红细胞(红细胞)在四个月内存活。

干细胞再生

因此，骨髓中的干细胞每秒产生数百万个新血细胞。这些干细胞是多能，这意味着它们可以产生各类不同功能的专用的血细胞：红细胞，负责运输氧，白细胞是人体的免疫防御系统的一部分，和血小板从而起到关键血液凝固中的作用。究竟干细胞如何发育成不同的细胞类型仍然只是部分了解。分化的过程 - 换句话说，决定产生哪种类型的细胞 - 取决于许多不同的外部和内部因素。

位于巴塞尔的苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系教授Timm Schroeder及其同事正在研究在个体血细胞发育中起作用的因素。施罗德教授解释说：“ 干细胞分化的调节在维持正常的血液形成过程中起着至关重要的作用”。“如果这个系统开始出现故障，它可能导致危及生命的疾病，如贫血和白血病。因此，我们需要更好地了解这一规定所涉及的分子机制。”

从分子水平观察

细胞生物学家和他的团队正在分析干细胞如何分化成不同类型的血细胞以及细胞核中的分子(转录因子)如何控制这一复杂过程。他们与Helmholtz Zentrum Munich(德国环境健康研究中心)合作，开发了一种用于观察细胞的创新显微技术 - 这种技术仅在世界上很少的干细胞研究实验室中发现。

两种蛋白质GATA1和PU.1一直是研究人员关注的焦点。Timm Schroeder解释说，它们在血细胞分化中起着重要作用。“它们是能够激活或禁用具有许多靶基因的综合遗传程序的转录因子。这使它们成为细胞命运的强大调节因子。”

潜力巨大

使用延时显微镜，研究人员可以观察到活血液干细胞在分化时具有前所未有的精确度，同时还可以量化两种蛋白质GATA1和PU.1。“几十年来人们一直认为这两种转录因子负责制定干细胞的谱系决定。现在我们能够证明情况并非如此，但其他机制必须对这些决定负责”，Schroeder教授解释道。。研究现在需要专注于其他分子机制，以了解血液干细胞分化的极其复杂的过程。

诸如白血病的血液疾病是血液系统的严重疾病。为了提高我们对这些疾病的认识并提出有效的治疗方法，我们需要确切了解个体血细胞是如何产生的。这项研究的基石现已在苏黎世联邦理工学院奠定。

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