京都大学的研究小组研究表明,血细胞的进化起源是吞噬细胞(巨噬细胞),它们的遗传特征从它们还是单细胞生物的时候就已经遗传了。
人类等脊椎动物有红细胞、血小板、巨噬细胞、淋巴细胞等多种血细胞。由此推测,各种血细胞是从巨噬细胞进化而来的。
然而,由于支持这一假说的基因证据很少,所以这次我们综合比较了从小鼠到单细胞生物的多种生物的基因表达状态,以确定巨噬细胞是否是血细胞的起源,我验证了什么。
首先,当我们比较小鼠、海鞘、海绵和荚膜菌(单细胞生物)四种同源基因组的表达情况时,我们发现小鼠、海鞘的吞噬细胞和荚膜细胞的表达状态,和海绵彼此相似。精确定位。此外,作为寻找调节这种相似性的基因的结果,在吞噬细胞和荚膜菌中观察到转录因子 CEBPα 的高表达。
为了研究 CEBPα 的功能,小鼠、海鞘、海绵和荚膜孢子虫 CEBPα 在小鼠 B 细胞和巨核细胞祖细胞中表达,并且它们都转化为巨噬细胞。这表明 CEBPα 诱导巨噬细胞转化程序的功能从单细胞生物到脊椎动物的时代一直是保守的。
在脊椎动物中,我们还发现 polycomb 抑制 CEBPα,从而允许存在不同的血细胞。当小鼠血细胞中的 Polycomb 被删除时,CEBPα 的表达增加,每个细胞都转变为巨噬细胞,就好像进化倒退到类似于原始动物血液的只有巨噬细胞的状态。由此产生的巨噬细胞看起来更像荚膜孢子虫(单细胞生物),而不是正常细胞,而且也类似于白血病。
这些结果阐明了巨噬细胞是原始细胞,是所有血细胞的原型,这些结果将加深我们对血细胞进化的认识,有助于血液疾病的研究,也有望得到应用。
纸张信息:【血液】追溯血细胞进化史至动物单细胞祖先