晚期WNT信号抑制可增强多能干细胞来源的血液祖细胞形成

体外来源的造血干/祖细胞的当前局限性和挑战

人多能干细胞在理论上能够分化为所有类型的血细胞，在疾病建模、药物筛选和细胞治疗等领域具有广阔的应用前景。然而，我们对人类造血干/祖细胞分化所涉及的信号通路了解有限，这种认知上的局限性严重制约了hPSCs在血液学研究和治疗应用中的实际价值。

“体外生成的造血祖细胞（HSPCs）在细胞表面标志方面与其体内对应物相似。然而，这两种造血祖细胞来源在转录水平上存在显著差异，更重要的是，它们在功能上也存在差别。针对这些转录组差异的策略或许能为体外生成的造血干细胞在临床应用上的拓展提供有希望的途径。”，沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）生物与环境科学与工程学院（BESE）的李墨教授表示。李墨教授与 Altos Labs 的胡安·卡洛斯·伊斯皮苏亚·贝尔蒙特（Juan Carlos Izpisua Belmonte）教授共同领导了这项研究。

体内与体外来源HSPC的转录组差异

李教授和Izpisua Belmonte教授及其团队利用RNA测序（RNA-seq）技术比较了体内和体外来源的HSPCs，结果表明，相较于体外来源的HSPCs，体内来源的HSPCs中WNT信号通路相关基因显著下调。这表明，在血管生成性内皮（HE）阶段后，WNT信号的下调对于HSPC的成熟至关重要。他解释道：“值得注意的是，在小鼠和人类的HSPC发育过程中，我们都观察到了WNT信号的下调。这种跨物种的一致性表明，该现象是固有的，而非培养条件所致的实验伪影。”

后期WNT信号抑制的作用

为了进一步研究WNT信号的调控作用，研究团队在后期造血分化过程中分别采用了小分子抑制剂和基因修饰多能干细胞来调节该通路及其下游效应分子。研究结果表明，在造血分化的后期阶段抑制WNT信号通路，可以促进HSPC的体外生成，并在免疫缺陷小鼠体内提高髓系嵌合率。这些发现表明，造血分化后期WNT信号的抑制不仅能使hPSC来源的HSPCs转录组更接近真正的HSCs，还能够增强其分化和功能。

体外来源HSPC的固有缺陷

进一步研究表明，在体外来源的HSPCs中，WNT信号未能有效下调，会导致HOX基因调控异常、谱系特异性基因的过早表达、线粒体活性异常增加，以及造血转录因子染色质可及性改变。这些内在缺陷使得hPSC-HSPCs 与体内HSPCs存在显著区别。研究发现，通过抑制WNT信号通路，可以在一定程度上缓解这些缺陷，部分恢复体外来源HSPCs的功能。

该研究提出了一种潜在策略，可增强体外来源的造血干/祖细胞（hPSC-HSPC）的分化能力和功能，使其更接近体内来源的造血干细胞（HSC），并提高其临床应用潜力。