به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، پژوهشگران نشان داده‌اند که فرآیند تولید سلول‌های خون بالغ در بدن نه یک واحد منسجم، بلکه دو سیستم مجزا دارد. هر کدام با ریشه، مسیر و سرنوشت متفاوت هستند. این دو شاخه شامل یک شاخه موسوم به hMPP هستند که از سلول­‌های بنیادی خون (HSC) سرچشمه می‌گیرند، و شاخه دوم که شاید از پیش از تولد شکل گرفته و به صورت مستقل ازHSC فعالیت می‌کند. eMPP طبق برآوردهای تیم تحقیقاتی، تقریباً یک سوم سلول‌های خون بالغ از این مسیر دومeMPP منشأ می‌گیرند.

سلول‌ها از کجا می‌آیند

در مدل قدیمی و پذیرفته‌شده، تصور بر این بود که همه سلول‌های خونی بالغ، از HSCهای کمیابِ مغز استخوان منشأ می‌گیرند که خود را تجدید می‌کنند و به پروژِنیتورهای چندتوان (MPP) تبدیل می‌شوند. سپس این MPPها به تدریج و با پله‌های مختلف، انواع سلول‌های خونی (گلبول قرمز، گلبول سفید، پلاکت و …) را می‌سازند. اما یافته‌های اخیر نشان می‌دهند که MPPها خود به دو دسته مستقل تقسیم می‌شوند که مسیرهای متفاوتی را دنبال می‌کنند.

دسته اول hMPP همان MPPهای شناخته‌شده هستند که پس از HSCها شکل می‌گیرند و عمدتاً به مسیر میلوئیدی منتهی می‌شوند. یعنی گلبول‌های قرمز، پلاکت‌ها، مونوسیت‌ها و دیگر اجزای میلوئید. دسته دوم eMPP  اما مستقل از HSC هستند و بخشی از جمعیت خون را تشکیل می‌دهند، به خصوص آن‌هایی که به سلول‌های سیستم ایمنی (لنفوسیت‌ها) تبدیل می‌شوند. برای ردیابی دقیق سرنوشت تک-تک پروژِنیتورها، محققان از روشِ بارکدگذاری سلولی در جا (in situ barcoding) استفاده کردند. این روش همراه با تحلیل هم‌زمان مارکرهای سطحی، الگوهای بیان ژن و ردگیری کلونال (clonal lineage tracing) امکان تمایز دقیق بینhMPP وeMPP را فراهم آورد. همچنین آن‌ها شناسایی کردند که مارکر سطحیCD138 که پیش‌تر به‌عنوان مارکر پلاسموسیت‌ها شناخته می‌شد، در حقیقت نشانگر خوبی برای eMPP‌هاست. یعنی سلول-های CD138 مثبت تقریباً همواره eMPP هستند، خودتجدیدپذیرند و گرایش قوی به تبدیل شدن به سلول‌های لنفوئیدی دارند. با گذشت زمان، این سلول‌هایeMPP تا حد زیادی جای خود را به MPPهای CD138-منفی می‌دهند. فرایندی که ممکن است علت کاهش تولید لنفوسیت‌ها و تضعیف سیستم ایمنی در سالمندی باشد.

ریشه‌های متفاوت پیش از تولد

نتایج این مطالعه با پژوهش‌هایی هم‌راستا است که نشان داده‌اند ریشه اولیه انواع مختلف سلول‌های خونی (HSC و MPP) در جنین از پوشش اندوتلیالی خاصی به نام Hemogenic endothelium (HE) شکل می‌گیرد  اما HE نیز خود متنوع است. برخی از HEها توانایی تولیدHSC دارند، برخی دیگر فقط progenitorهایی تولید می‌کنند که توانایی تکثیر محدود و چندخطه دارند، اما خودشان به HSC تبدیل نمی‌شوند. یافته‌های این خط تحقیقی به این نتیجه می‌انجامند که تنوع خونی ما  هم در دوره جنینی و هم در بزرگسالی  نه فقط به انتخاب مسیر توسط سلول‌های بنیادی در بزرگسالی، بلکه به تفاوت در «نژاد سلول‌های پیش‌ساز از بدو تولد وابسته است.

پیچیدگی جدید در مدل قدیمی

مدل کلاسیک با ریشهHSC و شاخه‌هایی که به تدریج محدودتر و تخصصی‌تر می‌شوند، دیگر کافی نیست. یافته‌های جدید بیانگر آن است که مدل باید بازبینی شود: در بزرگسالی، دو مدل وجود دارد که از ابتدا مستقل‌اند. یکی با تمرکز بر تولید سلول‌های ایمنی و دیگری عمدتاً تولید میلوئیدها. علاوه بر این، شواهد زیستی-مولکولی و تک-سلولی (single-cell) — از دوران جنینی تا بزرگسالی  نشان می‌دهد که ریشه و مسیر تکاملی سلول‌های خونی پیچیده‌تر و متنوع‌تر از آن چیزی است که پیش‌تر تصور می‌شد. این نتایج درک ما از چگونگی شکل‌گیری سیستم خون و ایمنی را عمیق‌تر می‌کنند. دیگر نمی‌توان گفت همه چیز ازHSC می‌آید.. بلکه باید باور کنیم که بدن ما در میانه زندگی، میراثی از دوران جنینی با خودش به‌همراه دارد  مجموعه‌ای از progenitorهای مستقل، با عملکرد و سرنوشت متفاوت. اگر مشابهت میان مدل موش و انسان تأیید شود، ممکن است بتوان در آینده با هدف‌گیری‌های دقیق‌تر (مثلاً جداسازی CD138⁺ progenitorها) سیستم ایمنی  یا اختلالاتی که در آن ریشه دارند  را بهتر بازسازی یا کنترل کرد. این موضوع می‌تواند چشم‌انداز تازه‌ای برای درمان بیماری‌های ایمنی، نقص خونی یا پیری سیستم ایمنی باز کند. در مجموع، این پژوهش و شواهد مرتبط نشان می‌دهند که سیستم تولید خون در بدن ما نه یک ساختار ثابت و یکنواخت، بلکه مجموعه‌ای از جریان‌هاست  جریانی که از دوران جنینی آغاز می‌شود و با نوسان ترکیب سلولی در طول زندگی ادامه می‌یابد.

گسترش سطحی و مولکولی تمایز در شاخه‌های خونی

در ادامه مسیر پژوهش‌های اخیر، تحلیل‌های ژنومی نشان داده‌اند که تفاوت میان eMPP و hMPP تنها در منشأ تکوینی آن‌ها خلاصه نمی‌شود، بلکه لایه‌ای از تمایزهای سطحی و مولکولی نیز این دو جمعیت را از هم جدا می‌کند. بررسی الگوهای بیان ژن در هر دو شاخه نشان می‌دهد که eMPPها به صورت پایدار مجموعه‌ای از ژن‌های مرتبط با بقا، گردش طولانی‌مدت و تعادل ایمنی را حفظ می‌کنند، در حالی که hMPPها الگوهای ژنی مرتبط با تکثیر سریع و جهت‌گیری به سمت مسیرهای میلوئیدی را به‌شدت فعال نگه می‌دارند. این تفاوت‌های ریشه‌ای نشان می‌دهد که سامانه خون‌سازی بدن حتی در مرحله چندتوانی نیز ایستا و یکپارچه نیست، بلکه دارای لایه‌های تنظیمی متفاوتی است که به مرور و در پاسخ به نیازهای بدن فعال یا مهار می‌شوند. پژوهش‌های موازی نشان می‌دهند که سهم هر یک از این دو شاخه خون‌ساز در طول زندگی ثابت نمی‌ماند و نسبت میان آن‌ها بسته به دوره‌های مختلف تکوین تغییر می‌کند. در دوران پس از تولد و اوایل بلوغ، eMPPها به دلیل ساختار پایدار و ظرفیت پاسخ سریع به تحریکات ایمنی سهم گسترده‌ای در پویایی سیستم خونی دارند، اما با افزایش سن و کاهش کیفیت عملکردی آن‌ها، hMPPها به تدریج جای خالی ایجادشده را پر می‌کنند. این جابه‌جایی آرام و تدریجی نه تنها ترکیب سلول‌های خونی را دستخوش تغییر می‌کند، بلکه می‌تواند توضیحی برای کاهش کارایی ایمنی، افزایش التهاب پایه و تغییر پروفایل خونی در سالمندی باشد. این پویایی رقابتی بین دو شاخه یکی با ریشه ژرف‌تر در دوران جنینی و دیگری با مرکزیت در بزرگسالی، تصویر جدیدی از تعادل و بازآرایی مداوم چرخه خون‌سازی ارائه می‌دهد.

پایان مطلب./