2024年2月29日,哥伦比亚大学Emmanuelle Passegué、Amélie Collins共同通讯在Cell发表题为Maternal inflammation regulates fetal emergency myelopoiesis的文章,为胎儿发育后期胎儿造血干细胞和祖细胞(HSPC)对炎症反应的机制提供了开创性的见解。
研究人员仔细研究了胎儿和新生小鼠的造血系统,揭示了从胎儿晚期到成年都是保守的谱系系统。他们发现,与成人HPSC相比,胎儿HPSC的稳态骨髓细胞生成(myelopoiesis)减少,这表明骨髓生成存在谱系特异性缺陷。然而,该研究还表明,胎儿HPSC在对促炎刺激的反应中有力地扩增骨髓生成,表明骨髓分化的内在潜力是完整的。这一发现与胎儿HPSC天生无法对炎症做出反应的观点形成了对比。
作者未发现胎儿和成人HPSC之间的转录差异决定髓系输出,这表明观察到的髓系缺陷不是固有的转录毒性造成的。分子景观分析显示,基线转录程序或染色质构象没有显著差异,这些程序或构象可能会促进成人HPSC向骨髓生成或限制胎儿HPSC。此外,该研究表明,胎儿HPSC在子宫内不参与紧急骨髓生成(EM)途径,这与胎儿HPSC应该能够对炎症产生强大反应的预期相反。这种缺乏参与不是由于胎儿HPSC的内在缺陷,而是存在限制其激活的外在因素。
研究人员确定母体IL-10是胎儿HPSC EM通路激活的关键抑制剂。母体IL-10的缺失恢复了胎儿HPSC中的EM激活,表明妊娠晚期的抗炎环境在限制胎儿骨髓生成方面起着关键作用。这些发现对理解败血症造成的新生儿中性粒细胞减少症的机制具有重要意义。作者认为,在炎症或败血症诱导的新生儿中性粒细胞减少症的情况下,提高新生儿骨髓细胞生产能力可能最好通过靶向外源性限制机制来实现。
这项研究强调了母体免疫和胎儿发育之间的微妙平衡,强调了母体抗炎反应固有的进化权衡,这些反应维持了妊娠,但使胎儿对EM激活信号没有反应,容易感染。它还为新的旨在增强胎儿对炎症的造血反应治疗策略开辟了途径,有可能降低新生儿中性粒细胞减少症和败血症的风险。