體外大規模生產紅細胞研究取得突破性進展

近日，中國科學技術大學附屬第一醫院（安徽省立醫院）血液內科、中國科大血液和細胞治療研究所程臨釗、劉森泉團隊在體外大規模生產紅細胞研究領域取得突破性進展。團隊對紅細胞終末分化所需的營養成分進行系統性探索和優化，成功建立了一種全新的化學成分明確的紅細胞誘導分化體系，為將來體外大規模生產人紅細胞提供了新的方案。相關研究成果日前在線發表于《科學進展》。

紅細胞輸注是歷史最悠久、臨床應用最廣泛的一種細胞治療策略。目前紅細胞和其他血液制品主要依賴于志愿者捐獻，但供者不足、感染風險、稀有血型缺乏等，仍是世界性的輸血難題。如何通過體外培養生產、獲得大量功能性的紅細胞是輸血領域的重要挑戰，也是相關領域醫學研究者們一直努力的方向。

劉森泉介紹，要實現紅細胞的體外大規模生產，必須克服兩個關鍵難題：一是紅系祖細胞的大規模培養和擴增；二是體外進行高效終末分化并生成功能性的去核紅細胞。

在前期研究中，程臨釗、劉森泉課題組已經建立人紅系祖細胞的富集、擴增和終末分化平臺，并初步實現紅系祖細胞的體外擴增。

然而，以往廣泛使用的終末分化體系必須添加人血漿或血清，存在成分不明確、批次不穩定、難以大量獲取等問題，制約了其臨床轉化。人血漿或血清復雜的組成成分也一定程度上阻礙了紅系分化過程中調控機制的研究。

此次工作中，研究團隊對紅細胞終末分化所需的營養成分進行了系統性探索和優化。

研究發現，生理水平的代謝物和鹽濃度可以顯著增強紅系祖細胞的增殖并提高成熟紅細胞產量。在此基礎上，研究還發現，脂質代謝在紅細胞終末分化中發揮著重要作用，并嘗試使用低密度脂蛋白或膽固醇完全替代人血漿和血清，成功建立了一種全新的化學成分明確的紅細胞誘導分化體系。

劉森泉說，相較于傳統培養系統，無血清的紅細胞誘導分化系統不僅有望大大提高體外紅細胞的生產效率，降低生產成本，同時能有效解決血漿制品來源和批次的差異性問題。這一突破性發現，為將來大規模、高效、規范化生產級別的紅細胞生產奠定了堅實基礎。

中南大學生命科學學院教授劉靜認為，“該研究不僅提高了紅細胞終末分化體系的效率和可重復性，還為深入探討人類紅細胞分化在生理和病理條件下的復雜分子機制提供了有價值的平臺。該研究在臨床轉化方面具有潛在應用價值和重大意義。”

相關論文信息：https://doi.org/10.1002/advs.202303471