体外生产红细胞有助于解决世界范围内的血液短缺问题

记者从中国科学技术大学了解到，该大学生命科学与医学系程教授领导的研究小组和合作团队，研究并建立了从人外周血单个核细胞大规模扩增红系祖细胞并高效诱导其分化为成熟红细胞的实验体系。首次发现外源表达BMI1基因可在体外促进红系祖细胞扩增达万亿倍，为解决全世界范围内的红细胞短缺问题提供了新思路。研究结果最近发表在《美国基因和细胞治疗学会杂志》《分子疗法》上。国际知名血液专家评论说，这项工作“是输血领域的突破，解决了血源短缺的瓶颈问题”。

目前，红细胞等血液制品主要来自志愿者的外周献血，献血者短缺、感染风险和稀有血型缺乏仍是世界性的输血问题。体外诱导多能干细胞分化为红细胞是解决上述问题的另一个重要途径，但多能干细胞衍生的红系祖细胞去核效率很低，很难产生足够成熟的红细胞。如何通过体外培养获得大量功能性红细胞是该领域的一个重要挑战。

研究人员对健康献血者外周血单个核细胞中富集的CD235a红系祖细胞进行了详细分析，发现红系祖细胞不能长期维持自我更新状态，快速分化后死亡。高通量测序结果表明，随着红系祖细胞在体外的分化成熟，BMI1基因表达迅速下调，外源性BMI1的过表达可使红系祖细胞保持自我更新能力，并在培养体系中不断扩增，2个月可达10万亿次。此外，BMI1对镰状细胞贫血患者的红系祖细胞也有同样的作用。诱导去核后的成熟红细胞通过尾静脉注射到输血模型小鼠体内。发现培养的人红细胞具有与正常外周血红细胞相同的内循环功能。最后，研究小组还证实，体外扩增的红系祖细胞可以通过基因工程进一步修饰，以满足更广泛的精密医学。