京都大學的研究小組研究表明,血細胞的進化起源是吞噬細胞(巨噬細胞),它們的遺傳特徵從它們還是單細胞生物的時候就已經遺傳了。
人類等脊椎動物有紅細胞、血小板、巨噬細胞、淋巴細胞等多种血細胞。由此推測,各种血細胞是從巨噬細胞進化而來的。
然而,由於支持這一假說的基因證據很少,所以這次我們綜合比較了從小鼠到單細胞生物的多種生物的基因表達狀態,以確定巨噬細胞是否是血細胞的起源,我驗證了什麼。
首先,當我們比較小鼠、海鞘、海綿和莢膜菌(單細胞生物)四種同源基因組的表達情況時,我們發現小鼠、海鞘的吞噬細胞和莢膜細胞的表達狀態,和海綿彼此相似。精確定位。此外,作為尋找調節這種相似性的基因的結果,在吞噬細胞和莢膜菌中觀察到轉錄因子 CEBPα 的高表達。
為了研究 CEBPα 的功能,小鼠、海鞘、海綿和莢膜孢子蟲 CEBPα 在小鼠 B 細胞和巨核細胞祖細胞中表達,並且它們都轉化為巨噬細胞。這表明 CEBPα 誘導巨噬細胞轉化程序的功能從單細胞生物到脊椎動物的時代一直是保守的。
在脊椎動物中,我們還發現 polycomb 抑制 CEBPα,從而允許存在不同的血細胞。當小鼠血細胞中的 Polycomb 被刪除時,CEBPα 的表達增加,每個細胞都轉變為巨噬細胞,就好像進化倒退到類似於原始動物血液的只有巨噬細胞的狀態。由此產生的巨噬細胞看起來更像莢膜孢子蟲(單細胞生物),而不是正常細胞,而且也類似於白血病。
這些結果闡明了巨噬細胞是原始細胞,是所有血細胞的原型,這些結果將加深我們對血細胞進化的認識,有助於血液疾病的研究,也有望得到應用。
論文信息:【血液】追溯血細胞進化史至動物單細胞祖先