科普 | 造血干细胞属于单能干细胞还是多能干细胞？

Original 东方干细胞科普团干就有未来

2024-10-14

撰文│杏　仁

编辑│李佳潞

审校│汤红明

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全文约1600字，预计阅读5分钟

造血干细胞

造血干细胞是血液系统中的成体干细胞，具有长期自我更新的能力和分化成各类成熟血细胞的潜能。对于造血干细胞属于单能干细胞还是多能干细胞，科学界中仍存在不小的争议。首先我们来了解一下什么是单能干细胞和多能干细胞。

单能干细胞是指只能向单一方向分化、产生一种或几种密切相关类型的细胞。如神经干细胞等。

多能干细胞是指具有发育成多种组织器官潜能的细胞。如胚胎干细胞等。

在早期的研究中，科学家们普遍认为造血干细胞是多能干细胞。然而，随着技术的进步和研究的深入，一些科学家开始提出质疑，认为造血干细胞可能是单能干细胞。

对此，我们咨询了十余位来自高校、科研院所、医疗机构、企业的干细胞领域行业资深专家，他们对此发表了不同观点。

专家观点

超过半数的专家认为，造血干细胞具有分化成红细胞、白细胞和血小板等各种成熟的血细胞的能力，所以应该归为“多能干细胞”中。此外，在英文表述中，造血干细胞（Hematopoietic stem cells）属于multipotent hematopoietic stem cells，即多能造血干细胞。值得注意的是，此处的“multipotent（多能的）”需要区别于“诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）”中的“pluripotent（多能的）”。因iPSC能够在体外无限培养，分化成3胚层的任意细胞，包括神经细胞、心肌细胞、免疫细胞等。而造血干细胞只能分化为同胚层的血细胞。虽然两者都翻译为“多能的”，但是显然pluripotent比multipotent更具多能性。还有专家认为，为区别于iPSC，同时考虑到造血干细胞的特性和功能，造血干细胞应该进一步被表述为“成体多能干细胞”更为贴切。

此外，还有一部分专家持有不同的观点，他们认为造血干细胞应该被视为单能干细胞。虽然其拥有分化为各种血细胞的能力，但是红细胞、白细胞和血小板等均属于同一类型的细胞，即血细胞，在大多数情况下，造血干细胞只能分化为血细胞谱系中的一种或几种类型，而不能分化为其他类型的细胞，所以其具有单能性。结合其他组织中的干细胞均为单能干细胞，如神经干细胞只能分化为神经元、视网膜干细胞只能分化为视网膜神经细胞等，均为单能干细胞，造血干细胞具有单能性。

在人民卫生出版社第7版《医学免疫学》中，对造血干细胞部分的表述为“骨髓多能造血干细胞具有自我更新和分化的能力，在骨髓造血微环境影响下，经过定向祖细胞、前体细胞等分化阶段，最终分化、成熟为各种血细胞。”

2018年5月发表在干细胞领域顶级期刊Cell Stem cell的一篇综述“Causes and Consequences of Hematopoietic Stem Cell Heterogeneity”中，也肯定了造血干细胞归类于多能干细胞。

在北大核心期刊《生物学教学》中发表的最新论文中，造血干细胞也归于多能干细胞【许艺红, 庄云婷, 肖义军. 一些重要干细胞的概念及其应用[J]. 生物学教学, 2023, 48 (01): 5-8.】

将造血干细胞与公认的单能干细胞——神经干细胞做个对比，发现它们之间存在一定的差异：

①造血干细胞具有分化成多种血细胞类型的能力。相比之下，神经干细胞主要分化成神经元和胶质细胞两种类型，具有相对较强的局限性。

②造血干细胞的分化程序和分子机制更为复杂和灵活，具有更强的多能性。而神经干细胞的分化程序和分子机制相对较为固定和有限。

③造血干细胞具有自我更新能力，可以持续分裂并产生新的干细胞，以维持造血系统的正常运转，这种自我更新能力也是多能干细胞的重要特征之一。而神经干细胞的分裂能力相对较弱，分裂速度较慢，自我更新能力也较差，限制了其分化潜能。

综合以上多方观点，笔者更倾向于认为造血干细胞属于特殊的单能干细胞。

由于我们对造血干细胞研究侧重点的不同，导致我们对造血干细胞的分类仍存在一定的争议。无论造血干细胞是多能干细胞还是单能干细胞，不可否认的是其对于医学和生物学研究具有的重要价值。在未来的医学和生物学研究中，我们需要进一步探索和发掘其潜力，推动再生医学的发展，为人类的健康和福祉作出更大的贡献。

致谢（按姓氏笔画）

乐融融、孙毅、何志颖、张宇、陈霖、项春生、贾文文、郭兴荣、鲁济真、廖联明、鞠振宇。

特别感谢以上专家对本文提供宝贵的建议。