来自辛辛那提儿童医院医疗中心、马萨诸塞州总医院和其他地方的科学家已经能够查明小鼠骨髓中产生特定类型血细胞的细胞。他们还发现了骨骼对感染或失血等压力源的反应存在差异的证据。研究结果的详细信息发表在《自然》杂志上一篇题为“幼稚和应激造血的弹性解剖学和局部可塑性”的新论文中。

该研究由辛辛那提儿童实验血液学和癌症生物学部门的共同第一作者吴庆庆博士、张继洲博士和通讯作者丹尼尔·卢卡斯博士领导。根据该论文，他们和同事使用共焦成像显微镜来检测和成像表达特定遗传标记的细胞，包括ESAM，它在所有造血干细胞中表达。该技术使他们能够区分六种不同类型的血液祖细胞。他们还捕获了有关骨髓微环境的信息，并分析了骨骼多个部位的血细胞发育。

在这项研究中，研究人员观察了正常和应激状态下小鼠骨髓中不同类型的血细胞是如何产生的。在其他发现中，研究人员发现了骨髓中作为血细胞生产工厂的细胞串和细胞簇，并发现它们在正常和应激溶液中继续以相同的方式工作。研究人员表示，这些血细胞生产场所为诊断和治疗各种血液相关疾病带来了新的挑战和机遇。

“例如，我们的数据显示，仅从一种类型的骨骼中抽取骨髓的活检可能无法全面了解血液生产系统如何受到疾病或其他损伤的影响，”卢卡斯指出。“与此同时，通过关注特定的骨类型，刺激某些血细胞类型产生的努力可能会得到显着改善。”

该论文还报道了不同的​​祖细胞在成熟时会穿过不同的微环境的发现。研究还表明，微环境会影响所产生的成熟血细胞(包括红细胞和白细胞)的类型。

研究人员还研究了小鼠骨骼系统中的不同骨骼如何应对急性应激，即失血、单核细胞增生李斯特菌感染以及粒细胞集落刺激因子(G-CSF)治疗，该因子用于在化疗后促进白细胞生成。

结果表明，骨骼不同部位的骨髓在受到压力时反应不同。具体来说，某些部位会产生更多的血细胞来应对压力源，而其他部位似乎不受影响。例如，失血会引发胸骨、胫骨、椎骨和肱骨中红细胞的快速生成，但头骨中却不会。与此同时，失血暂时减少了整个骨骼中B细胞产生部位的数量。当骨髓接受G-CSF处理时，长骨形成更多的粒细胞祖细胞和成熟的中性粒细胞。相比之下，胸骨中的这些细胞类型“显着减少”，并且中性粒细胞产生位点也丧失。

对于下一步，研究人员计划进一步探索骨骼的不同部分如何专门产生特定的血液成分。他们还将研究在小鼠身上观察到的骨髓应激反应有多少也发生在人类身上。

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