研究人员绘制了人类骨髓中造血细胞的位置和空间特征

　　威尔康奈尔医学院的一个研究小组绘制了人类骨髓中造血细胞的位置和空间特征。他们的发现证实了关于该组织解剖结构的假设，并为研究疾病提供了一种强有力的新手段，从镰状细胞性贫血等非癌性疾病到影响骨髓的恶性疾病，如急性白血病。

　　

威尔康奈尔医学院的一个研究小组绘制了人类骨髓中造血细胞的位置和空间特征。他们的发现证实了关于该组织解剖结构的假设，并为研究疾病提供了一种强有力的新手段，从镰状细胞性贫血等非癌性疾病到影响骨髓的恶性疾病，如急性白血病。

在9月29日发表在《Blood》杂志上的这项研究中，研究人员从纽约长老会/威尔康奈尔医学中心的29名患者身上提取了去识别的档案骨髓样本，生成了大量关于骨髓内容之间空间关系的数据。

资深作者Sanjay Patel博士是病理学和实验室医学系多参数原位成像(MISI)实验室主任，也是威尔康奈尔医学院病理学和实验室医学助理教授。他说，从历史上看，创建骨髓图像一直很困难。他和他的同事们克服了这些挑战，他们设计了一种方法，可以将整个组织可视化，然后用人工智能(AI)对它们进行分析。

“我们已经能够以一种以前不可能的方式将我们的方法应用于档案样本，”帕特尔博士说，他也是纽约长老会/威尔康奈尔医学中心的血液病理学家，也是威尔康奈尔医学中心桑德拉和爱德华迈耶癌症中心的成员。他指出，他们成功地识别并确定了总共约150万个细胞的位置。

想象难以捉摸的血液发源地

我们的血细胞在骨髓中生成，干细胞在骨髓中产生祖细胞，继而产生红细胞和白细胞，以及被称为血小板的伤口愈合碎片。这些过程中的错误可能导致获得性疾病，包括癌症，如白血病、淋巴瘤和多发性骨髓瘤，以及镰状细胞性贫血等出生时就存在的疾病。

然而，研究血细胞在人体组织的自然环境中诞生，已被证明是具有挑战性的。更重要的是，当收集骨髓样本时，保存技术可以降解细胞内的一些核酸和蛋白质。而且，为了避免偏见，研究人员需要捕捉整个组织的图像，从而产生大量的数据。

帕特尔博士的团队提出了一系列解决方案。他们首先从威尔康奈尔医学院病理和实验室医学系的组织档案中收集样本。这些一到两厘米长的组织碎片来自接受过活组织检查的患者，但结果证明他们没有疾病。MISI实验室的研究人员测试了多种被称为抗体的免疫蛋白，从常规临床诊断中使用的经过彻底审查的标记物目录中选择，以查看哪种最有效地标记骨髓内容物，使其通过基于荧光的成像仪器可见。

他们在医学生物信息学公司波士顿基因公司(BostonGene Corporation)的合作者随后使用人工智能分析生成的图像，挑选出单个细胞，如干细胞和产生血小板的巨核细胞，以及骨骼、脂肪和血管。根据帕特尔博士的说法，这项技术使该团队能够将原本无法管理的大量信息整理成复杂的分析。

研究疾病的新方法

先前的研究表明，在正常的血细胞发育过程中，干细胞和祖细胞位于骨骼和血管附近的特定位置，在那里周围的细胞为它们的正常功能创造了关键的环境。最近，一些研究表明，这些细胞也聚集在巨核细胞周围，巨核细胞是产生血小板的大细胞。该团队的分析证实了这些模式，包括人类样本中的巨核细胞。然而，当他们考虑到患者的年龄时，他们发现这些细胞不再与巨核细胞密切相关，而巨核细胞在老年患者中也往往更小。

虽然这些发现有助于科学家对正常骨髓的理解，但帕特尔博士认为，这种新方法在研究疾病方面具有最大的潜力，尤其是在疾病的进化过程中。对于一些疾病，如急性髓性白血病，研究人员已经有证据表明干细胞和祖细胞的空间排列可能会被破坏。帕特尔博士说，这种新方法可以为专门探索这些变化的研究打开大门，也可以为那些测试新疗法和评估现有疗法打开大门。

他说:“我希望我们的工作能激发研究骨髓相关疾病的人们的想象力。”