科学家们利用透明的斑马鱼和先进的成像技术，首次直接观察了造血干细胞在体内扎根的过程，这项研究发表在本周的Cell杂志上。波士顿儿童医院的研究人员在这篇文章中描述了一个惊人的动态系统，有助于改善癌症、严重免疫缺陷和血液疾病患者的骨髓移植。

    “我们的成像研究揭示了一系列可以成为靶标的步骤，理论上我们可以开发药物影响其中的任何一步。”文章的资深作者Leonard Zon说。

    “迄今为止，干细胞和骨髓移植还是比较神秘的过程。我们将细胞引入患者体内，然后检测到血液系统的恢复，但我们并不清楚这其中究竟发生了什么，”文章的共同第一作者Owen Tamplin博士说。“现在我们可以真正看到这一过程中的各个阶段。”

    血液系统的起源

    已知造血干细胞来自于主动脉中的细胞，这些干细胞在机体中循环，直到找到干细胞巢(nich)为造血做好准备。研究人员在透明的斑马鱼胚胎中将造血干细胞标记为绿色，然后通过延时成像揭示了干细胞巢的形成过程。

    新生的造血干细胞到达干细胞巢(斑马鱼尾部)之后，就会粘附到血管壁上。化学信号帮助它们穿过血管壁，到达血管外的特定位置。“在那里有许多细胞开始和造血干细胞互作，”Zon说。　　附近的血管内皮细胞将造血干细胞包裹起来，“这是让干细胞在‘巢穴’中感到快乐的第一步，就像是母亲拥抱。”这时造血干细胞接触到附近的基质细胞或滋养细胞，这些细胞能帮助干细胞保持粘附。干细胞紧紧抓住滋养细胞，就像婴儿粘上自己的母亲。

    研究人员通过一系列共聚焦显微镜和电镜图片，在斑马鱼中重现了这一过程，构建了干细胞、内皮细胞和基质细胞组成的完整3D结构。“这是首次在高分辨率水平上，对干细胞与干细胞巢的互作进行活体成像，”Zon说。

    最后，簇拥在一起的干细胞开始分裂。它们会一个个离开干细胞巢，到达最终的造血位点(斑马鱼的肾脏)。研究人员在小鼠中进行了类似的成像研究，发现哺乳动物的造血干细胞也经历了差不多的过程。在人类中，造血干细胞的最终居所是骨髓。

    Zon等人希望在此基础上改善骨髓移植。他们在大量斑马鱼胚胎中进行了化学筛选，发现石蒜碱(lycorine)能促进造血干细胞与干细胞巢的互作，生成更多的造血干细胞。