（要闻）造血干细胞归巢记

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引导细胞(玫瑰红)引导造血干细胞(红色)归巢到血管微环境中。

共聚焦显微镜活体观察造血干细胞归巢。

研究人员观察斑马鱼。

潘伟君和他的一些90后球员。

去年11月，42岁的中国科学院上海营养与健康研究所研究员、中国科学院大学博士生导师潘伟君迎来了他研究生涯的“亮点”时刻。他领导研究团队六年，解决了一个公认的世界级科学难题，在世界上首次揭开了新生造血干细胞在活体中归巢的全过程，并在国际学术期刊《自然》上发表。

《自然》杂志的高级编辑和团队负责人娜塔莉·勒博特给出了这样的评价:“他们的研究史无前例地揭示了造血干细胞是如何在运动物体中归巢的。”中国科学院院士、中国科学院上海生命科学研究所所长李林对记者说，“这项由中国科学家独立完成的原创性成果，是研究运动物体中细胞命运可塑性的一次成功尝试，在生命科学研究领域具有广泛的借鉴意义。”

令人惊讶的是，做出这一成就的研究团队的平均年龄只有27.2岁。在11月份举行的成绩发布会上，潘仪君公布了自己事先算好的数字，并自豪地带着微笑和活力合影留念。“请看，这是我和我。90后！”

在接受《中国青年报》和中青在线记者采访时，潘伟君说，有这样一群90后在他身边是非常令人欣慰的。“学术研究本身就是一门令人难忘的课程，其本质是对未知世界感兴趣。即使转身，也从未失去勇气、毅力和冷静。这些年轻人有这些素质。”

凤凰只有回到它生活的梧桐树下才能完成它的使命

走进潘伟君在上海营养与健康研究所的实验室，首先映入眼帘的是五颜六色的纸条。黄色纸条表示实验鱼的出生日期，红色纸条表示“多喂食”，白色纸条表示实验数据。在这些耀眼的记录中，有一个离人们生活不远的关键词:造血干细胞。

造血干细胞是指血液系统中的“祖先细胞”或“通用细胞”。神奇的是，造血干细胞具有自我更新的能力，可以分化为红细胞、白细胞、血小板等多种类型的细胞，因此被广泛应用于血液、免疫、肿瘤等疾病的治疗。

中国科学院生物化学与细胞生物学研究所研究员、中国科学院大学博士生导师景乃和告诉记者，造血干细胞是最早用于临床治疗的干细胞。典型的例子就是白血病。这种病的根本原因是造血功能障碍。随着干细胞移植技术的不断发展，白血病有望不再是人人闻之色变的“血癌”。

但是，这一切的前提是造血干细胞的正确归巢。

所谓“归巢”，是指造血干细胞在循环中游走，寻找最适合的微环境的过程。干细胞只有找到自己的“家”，才能有效发挥功能。潘伟君打了个比方。“就像凤凰只有回到它生活的梧桐下，才能行使它的使命和功能。”

然而，对造血干细胞如何归巢知之甚少。

景乃和说，骨髓移植通常从骨髓捐献者那里获得几千万个细胞，其中约有几百万个造血干细胞，但成功返巢的造血干细胞就更少了，客观上造成了一定程度的细胞浪费。

换句话说，一旦了解了造血干细胞的归巢过程，就不再需要提取那么多细胞，可以大大提高骨髓移植的效率。

因此，当复旦大学附属华山医院血液学副教授陈彤第一次听到造血干细胞归巢结果的消息时，她“非常惊讶”。她希望这一结果能尽快应用于临床。“引导细胞可以打开造血干细胞归巢的大门，这表明造血干细胞移植的成功率在未来的临床上可能会大大提高。”

这就是为什么潘伟君的团队应该研究这个问题。

如果只关注热点，无非是再次确认别人的重要性

目标很明确:找出造血干细胞的归巢路线，凤凰，以及它们停留的位置和时间的规律。

困难在于造血干细胞的“回家”是一个相当长时间和跨度的空生命过程，现有的生物研究系统很难从宏观和微观两个层面分析这一过程。

用潘伟君的话说，显微镜只能解决“显微镜术”的问题，但是生物的生命过程是一个宏观现象，那么如何解决这个问题呢？

“这就像上海人民广场的堵车。在人民广场放两个摄像头解决不了。相反，它应该使用卫星和其他手段来持续监控周围的交通状况。有了宏观数据之后，重点关注堵车。重点领域，研究对策。”潘伟君打了个比方。

他们决定从研究方法入手，摒弃传统的研究体系。

这是一个全新的研究系统，可以完整地分析造血干细胞在体内的整个归巢过程。它是由潘伟君的团队发起的。利用变色荧光蛋白，建立了造血干细胞标记系统。在高分辨率共聚焦荧光显微镜下，新生造血干细胞的整个归巢过程可以从宏观到微观生动地呈现出来。

“这很大胆，没有人这样做过。”29岁的博士生薛是这项研究的第一作者，也是回国后招收的第一批博士生。他出生的时候科学界已经在研究造血干细胞了，有很多进展报告。起初，他和其他团队成员一起，使用传统的方法，反复尝试，但最终失败了。

事后他感慨道:“我们站在巨人的肩膀上寻找新的突破，逐渐得出新的结论，建立自己的研究体系，这是一个螺旋上升的过程。虽然这个过程很坎坷。”

“在科学探索中，如果你走的是前人没有走的路，那就不可避免地要冒风险。”在潘伟君看来，如果我们只做继承过去的任务或跟上学术热点，最终只会再次确认他人的重要性，而缺乏科学探索的意义。

早年，潘伟君的研究方向集中于细胞信号转导的分子机制，后来涉足遗传学和血管生物学。他以为自己是造血干细胞的“门外汉”。“但也许是‘初生牛犊不怕虎’。我们从一开始就勾勒出要有一个宏观的研究视野，这与国外一些实验室‘从局部推测整体’的概念最大的区别。”

他告诉记者，在探索未知的过程中，虽然会有困难，但只要科学问题的方向是正确的，符合社会伦理，借助一定的研究资源和条件，就会有发现新事物的机会。

“这是一个需要勇气的过程，非常有趣。”潘伟君说。

期待已久的结果呈现在我们面前，就像追了很久的女生突然说她也喜欢你

斑马鱼是潘伟君团队选择的脊椎动物。它的神经系统、心脏、肾脏和主要造血组织与人类非常相似。而且它的胚胎是透明的，容易观察。潘伟君带领科研小组分析了斑马鱼尾部造血组织中造血干细胞的停留时间和空之间的规律。

最终，这个团队发现，造血干细胞回到自己的巢中，有一个“热点”。“造血干细胞从出生那一刻起就有返巢的能力，返巢后非常活跃，忙于分化增殖，不能在家休息。”

令人惊讶的是，他们还意外地发现了一种全新的微环境细胞，并将其命名为“先导细胞”——就像去蓝欣大剧院一样，必须先买票。如果你迟到了，检票员会提前检查车票，并在离开前用手电筒指引你到座位。飞行员室就像这个检票员。

有人把这些成就形容为造血干细胞“回家”的高清“直播”。而对于这部“直播”剧，研究者用了6年时间搭建舞台，培养演员。这背后是大量的统计、计算和分析造血干细胞的位置和时间，还有无数个日日夜夜。

正如娜塔莉·勒博特所说，“完成这项出色的工作，有赖于对基础研究的长期投资。”

起初，潘伟君不确定道路在哪里，有时他怀疑自己是否太大胆:2014年，该团队遇到了成像对分析归航过程意味着什么的问题，这需要大量的对比和重复实验。

这是一年半。

回想起那次，薛对说:“太难了，连想放弃都没有！”因为建立成像系统时没有考虑光毒性，所以实验结果大多是假的。他们一直觉得不对劲，挣扎了三四个月，最后决定改善实验条件。

直到2015年才开始好转。研究小组首次观察到造血干细胞在体内的行为，我们面前的场景“非常生动”。

薛记得当时整个队伍都很兴奋。经过仔细研究，他们很快发现最新的场景与传统文献中的描述“大相径庭”，这让他们更加开心。

“当期待已久的结果呈现在你面前，就像是一个追了很久的女孩。当你向她表白的时候，听到她也喜欢你，你是惊喜的。这是一个非常有成就感和幸福的时刻。”在接受中国青年报和中青在线记者采访时，薛给出了这样一个比喻。

然后还有一个三年实验，反复验证。2017年底，潘伟君的团队向《自然》杂志提交了一份论文，从提交到收到只用了6个月。

“这种知识只有在中国才有。”

与人们对90后的刻板印象不同，潘伟君对团队中这些年轻人的评价是“特别努力，超级勤奋”。

干细胞的一个小小的“回家”行为极其复杂。研究者透过仪器设备看到的，既是真实的“回家”，也是虚假的“路过”。90年代后，团队淘汰了谬误，保存了真理，总结出一个规律，就是只有呆了30分钟以上的人，才能被称为“回家”或“归巢”。

这需要长时间的持续观察。实验如期进行时，和他的三位博士生，即本文的三位合著者、薛、李梅，实行“三班倒”:一部分负责白天，一部分负责从深夜盯着看到凌晨，一部分负责从清晨爬起来盯着太阳到头顶。“他们每天只睡4到6个小时，甚至全速用脑走路”。

“要保护他们对科研的兴趣和热情，在此基础上建立信心，最后坚信克服问题。”潘伟君告诉记者，就像“领导细胞”一样，导师也有“指导”的意义——不是代替学生完成一切，而是引导他们独立思考，团结合作，敢于以正确的方式投身于科学研究。

有趣的是，潘伟君称这些年来他从未放弃的科学研究过程是一种“归巢”。

他的研究经历开始于20世纪90年代。在华东理工大学完成本科学业后，1999年进入中国科学院上海生化细胞研究所，2005年起赴美留学。他在耶鲁大学和美国国立卫生研究院担任博士后研究员。2012年，七年后回到中科院。

到目前为止，潘伟君怀念2012年初回到中国的时光。当时他经常为这样一个问题翻来覆去:如果科研要做30年，那么起点要做什么？

那一年，他才36岁。

他的研究目标是“造血干细胞归巢”。回国后，他的实验室一开始就得到支持。不仅如此，90后团队的背后，他还有一个资深的科学顾问。

潘仪君多次向记者提到一句话，“这种知识只有在中国才有。”他说，科学研究其实是无数平凡日日夜夜的积累，研究者要做的就是沉下心来，在不断的探索中前行。而这需要一个良好的科研环境。

他感慨地说，人的命运、行为、使命往往与细胞相似。他们每进入一个新的环境，就会接触到很多人，很多事，很多机会，很多知识和信息，逐渐感受到自己的使命，最终找到一个特定的地方施展才华——就像体内造血干细胞群的定向分化，最终形成执行特定功能的成熟细胞，实现生命的“归位”。

潘伟君认为幸运的是，他最终完成了“归巢”,回到了他出生和长大的祖国。(记者邱)