摘要：在细胞世界的微观角落，这些神秘的微环境如何掌管着我们的健康与疾病？2025年开年首篇《Nature》探究了干细胞微环境（niches）在组织再生和免疫调节中的关键作用，特别是在造血干细胞（HSCs）领域。微环境通过提供物理支持、分泌细胞因子和外泌体等物质，调控

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在细胞世界的微观角落，这些神秘的微环境如何掌管着我们的健康与疾病？2025年开年首篇《Nature》探究了干细胞微环境（niches）在组织再生和免疫调节中的关键作用，特别是在造血干细胞（HSCs）领域。微环境通过提供物理支持、分泌细胞因子和外泌体等物质，调控HSCs的自我更新、分化和免疫调节。在HSCs的发育过程中，微环境不仅保护HSCs免受外界损伤，还通过特定的信号路径和细胞间相互作用，精细调控HSCs的功能。此外，微环境中的免疫细胞，如巨噬细胞和T细胞，与HSCs的相互作用对HSCs的干性维持和化疗耐药性具有重要影响。这些发现揭示了微环境在维持HSCs功能和促进组织再生中的关键作用，为未来的免疫治疗和再生医学提供了重要的理论基础。

随着干细胞移植和免疫疗法在临床上的广泛应用，理解HSCs的异质性和它们与微环境的相互作用变得尤为重要。尽管已知HSCs与骨髓中的特定结构如血管和基质细胞共定位，但这些微环境如何影响HSCs的层次结构和免疫耐受性尚不清楚。

哥伦比亚大学医学中心转化免疫学中心Simon C. Robson & Joji Fujisaki团队揭示了造血干细胞（HSCs）在骨髓微环境中的新层次结构，以及这些微环境如何调控HSCs的再生潜力和免疫特权。

1.主要内容

图1 NO表达区分了具有不同潜力的、后期出现的HSCs与较少潜力、易耗竭的HSCs

高水平表达一氧化氮（NOhi）的造血干细胞（HSCs）与低水平表达一氧化氮（NOlow）的HSCs在免疫特权和再生潜力方面的差异。NOhi HSCs表现出更高的免疫调节分子表达、更频繁的静止状态，并且在移植后显示出随时间增加的重建能力，特别是在多次移植后。相比之下，NOlow HSCs在移植后往往表现出重建能力的快速下降或最小植入。此外，NOhi HSCs与特定毛细血管（CD200hi）的共定位，这些毛细血管通过IFT20、CD200、eNOS和自噬信号调节NOhi HSCs的功能，从而介导免疫保护。这些发现强调了微环境在干细胞层次结构和免疫耐受中的作用，并指出了未来免疫治疗的潜在靶点。

图2 NOhi HSCs定位于CD200hi毛细血管，特别是在骨骺端，而NOlow HSCs与窦状隙或Type H血管相关

高水平一氧化氮表达的造血干细胞（NOhi HSCs）主要定位于骨髓中表达高CD200的毛细血管（CD200hi capillaries），而这些毛细血管在骨骺端尤为丰富，相比之下，低水平一氧化氮表达的造血干细胞（NOlow HSCs）更多地与窦状隙或Type H血管相关联，这些发现强调了骨髓微环境中特定血管类型与HSCs亚群之间的空间分布关系及其在免疫调节和再生功能中的潜在作用。

图3 IFT20维持毛细血管中CD200的表达，通过CD200R在HSCs中上调eNOS水平，控制NOhi HSCs的丰度和功能

通过条件性敲除Cd200和IFT20，可以减少骨髓细胞数量和NOhi HSCs，同时影响HSCs的长期重建潜力。此外，CD200R的敲低会降低HSCs中的eNOS水平，减少NOhi HSCs的重建能力。这些结果强调了血管CD200和IFT20在维持NOhi HSCs池中的关键作用，以及IFT20-CD200-eNOS-自噬轴在HSCs调控中的重要性。

图4 内皮细胞CD200对NOhi HSCs具有免疫保护作用

在异体受体中，NOhi HSCs比NOlow HSCs更有效地植入，并且CD200的表达在维持HSCs的免疫特权和促进异体HSC移植中起着关键作用。此外，CD200hi毛细血管细胞的移植可以改善异体HSCs的植入，而不影响HSCs的谱系偏差，表明CD200hi毛细血管在调节HSCs的免疫保护和移植成功中扮演着重要角色。

2.全文总结

本文揭示了造血干细胞（HSCs）在骨髓微环境中的新层次结构，阐明了高水平一氧化氮产生（NOhi）的HSCs与免疫特权和长期重建能力相关，这些HSCs定位于表达CD200的特定毛细血管，并且通过IFT20-CD200-eNOS-自噬轴进行调控。研究结果不仅强调了微环境在干细胞功能和免疫调节中的关键作用，也为未来的免疫治疗和干细胞移植提供了新的靶点。

来源：EngineeringForLife