Stem Cell Research & Therapy, 02/05/2026
Một nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Stem Cell Research & Therapy năm 2026 đã xây dựng thành công hệ thống tạo tế bào sinh tiểu cầu (megakaryocyte – MK) từ tế bào gốc tạo máu CD34⁺ của máu dây rốn người, đồng thời lần đầu tiên mô tả toàn diện đặc điểm phiên mã đơn bào của quần thể MK này. Kết quả cho thấy các MK tạo ra trong phòng thí nghiệm có đặc điểm hình thái, chức năng và khả năng sinh tiểu cầu tương tự tế bào tự nhiên trong cơ thể, mở ra triển vọng phát triển nguồn tiểu cầu thay thế phục vụ truyền máu lâm sàng.
Bối cảnh nghiên cứu
Tiểu cầu là thành phần thiết yếu của hệ tạo máu, đóng vai trò quan trọng trong cầm máu, đông máu và điều hòa miễn dịch. Tuy nhiên, nguồn tiểu cầu hiện nay phụ thuộc gần như hoàn toàn vào người hiến máu và luôn trong tình trạng thiếu hụt do nhu cầu điều trị ngày càng tăng. Việc tạo tiểu cầu trong phòng thí nghiệm từ tế bào gốc được xem là giải pháp đầy hứa hẹn nhằm bổ sung nguồn cung tiểu cầu trong tương lai.
Máu dây rốn là nguồn tế bào gốc tạo máu giàu tiềm năng, dễ thu thập, an toàn và có thể lưu trữ lâu dài trong các ngân hàng máu dây rốn. Tuy nhiên, hiệu quả tạo MK và tiểu cầu từ nguồn tế bào này vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ, đặc biệt ở mức độ phiên mã đơn bào.
Thiết lập quy trình tạo megakaryocyte từ máu dây rốn
Nhóm nghiên cứu đã phân lập tế bào CD34⁺ từ máu dây rốn và nuôi cấy trong hệ thống hai giai đoạn kéo dài 14 ngày.
Trong 7 ngày đầu, tế bào được nuôi trong môi trường StemSpan SFEM bổ sung IL-3 (20 ng/mL), SCF (50 ng/mL), IL-6 (50 ng/mL) và TPO (50 ng/mL) để tăng sinh quần thể tế bào gốc. Từ ngày thứ 7 đến ngày thứ 14, tế bào được chuyển sang môi trường chỉ chứa TPO 100 ng/mL nhằm thúc đẩy biệt hóa thành MK trưởng thành.
Sau 14 ngày nuôi cấy, từ 1 × 10⁶ tế bào CD34⁺ ban đầu có thể tạo ra khoảng 2 × 10⁷ MK. Tỷ lệ tế bào trưởng thành mang kiểu hình CD34⁻CD41a⁺CD42b⁺ đạt khoảng 70,0 ± 1,7%.
Megakaryocyte tạo ra có đặc điểm tương tự tế bào tự nhiên
Phân tích đa bội DNA cho thấy các MK thu được có mức độ trưởng thành cao:
- 44,45 ± 3,28% tế bào mang bộ nhiễm sắc thể 2N.
- 31,2 ± 1,3% mang bộ nhiễm sắc thể 4N.
- 15,4 ± 2,5% mang bộ nhiễm sắc thể 8N.
- 8,95 ± 1,27% có độ đa bội lớn hơn 8N.
Nhuộm Wright–Giemsa xác nhận sự hiện diện của các MK lưỡng bội, tứ bội và các MK đang sinh tiểu cầu. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) cho thấy các tế bào này chứa đầy đủ các cấu trúc đặc trưng của MK trưởng thành như:
- Hệ thống màng phân định (Demarcation Membrane System – DMS).
- Hệ thống ống mở (Open Tubular System).
- Hạt alpha.
- Ty thể.
Những cấu trúc này đóng vai trò thiết yếu trong quá trình hình thành tiền tiểu cầu và giải phóng tiểu cầu chức năng.
Sự hoạt hóa mạnh mẽ của các gen đặc hiệu megakaryocyte
Trong suốt quá trình biệt hóa, các yếu tố phiên mã chủ chốt liên quan đến sinh tiểu cầu tăng lên đáng kể.
Đến ngày thứ 14:
- GATA1 tăng 2,7 lần.
- NF-E2 tăng 3,4 lần.
- FLI1 tăng 5,1 lần.
- FOG1 tăng 2,7 lần.
Đặc biệt, các gen đánh dấu trưởng thành megakaryocyte tăng rất mạnh:
- PF4 tăng 415,9 lần.
- CD41 tăng 8,9 lần.
- CD61 tăng 30,5 lần so với ngày thứ 4.
Kết quả này chứng minh quá trình biệt hóa diễn ra hiệu quả và tạo ra quần thể MK trưởng thành về mặt sinh học.
Tiểu cầu tạo ra trong phòng thí nghiệm có chức năng sinh học
Tiểu cầu thu được từ MK máu dây rốn (UCB-PLTs) được kích thích bằng thrombin hoặc TRAP6 để đánh giá khả năng hoạt hóa.
Biểu hiện CD62P trên bề mặt tiểu cầu tăng mạnh sau kích thích, cho thấy các tiểu cầu này có thể đáp ứng với tín hiệu hoạt hóa tương tự tiểu cầu tự nhiên.
Trong thử nghiệm tạo và co cục máu đông, UCB-PLTs tạo mạng fibrin và co cục máu đông với hiệu quả tương đương tiểu cầu ngoại vi người trưởng thành.
Megakaryocyte máu dây rốn tạo tiểu cầu trong cơ thể sống
Để đánh giá chức năng in vivo, các MK ngày thứ 14 được truyền vào chuột NCG suy giảm miễn dịch.
Kết quả cho thấy:
- Sau 30 phút truyền, tiểu cầu người đã xuất hiện trong máu ngoại vi chuột với tỷ lệ 0,24 ± 0,04%.
- Sau 1 giờ, tỷ lệ này tăng lên 0,27 ± 0,05%.
- Sau 6 giờ vẫn duy trì ở mức 0,23 ± 0,02%.
- Sau 24 giờ gần như không còn phát hiện được.
Các dữ liệu này chứng minh MK nguồn gốc máu dây rốn có khả năng giải phóng tiểu cầu chức năng rất nhanh sau khi được truyền vào cơ thể sống.
Nhóm nghiên cứu ước tính thời gian tồn tại trung bình của các tiểu cầu được tạo ra từ MK máu dây rốn vào khoảng 6 giờ.
Giải mã bản đồ đơn bào của megakaryocyte máu dây rốn
Phân tích RNA đơn bào trên 8.064 tế bào thu nhận ở ngày 14 đã xác định được 9 cụm MK khác biệt về mặt phiên mã, ký hiệu từ MK1 đến MK9.
Trong đó:
- MK1–MK8 là các quần thể MK điển hình liên quan đến sinh tiểu cầu.
- MK9 biểu hiện các gen miễn dịch đặc trưng như NKG7 và CEBPA.
Phân tích làm giàu gen cho thấy MK9 có đặc điểm tương đồng với các quần thể megakaryocyte miễn dịch đã được mô tả trước đây ở túi noãn hoàng. Điều này xác nhận sự tồn tại của một phân nhóm MK có vai trò miễn dịch bên cạnh chức năng tạo tiểu cầu truyền thống.
Máu dây rốn vượt trội hơn tế bào gốc phôi trong tạo megakaryocyte
Khi so sánh với dữ liệu MK tạo từ tế bào gốc phôi người (hESC), các nhà nghiên cứu nhận thấy MK nguồn gốc máu dây rốn có tỷ lệ tế bào đang tăng sinh mạnh (active-cycling MKs) cao hơn đáng kể.
Tỷ lệ active-cycling MKs:
- Máu dây rốn: 35%.
- hESC: 7%.
Hiệu suất tạo MK cũng vượt trội:
- UCB-MKs: 91,81%.
- hESC-MKs: 26,37%.
Điều này cho thấy máu dây rốn chứa nhiều MK ở giai đoạn sớm hơn, còn duy trì khả năng tăng sinh và biệt hóa mạnh mẽ, tạo lợi thế lớn cho các chiến lược sản xuất MK quy mô lớn.
Ý nghĩa khoa học và ứng dụng
Nghiên cứu đã chứng minh rằng tế bào CD34⁺ từ máu dây rốn có thể được biệt hóa hiệu quả thành các megakaryocyte trưởng thành mang đầy đủ đặc tính hình thái, chức năng và phân tử của MK tự nhiên. Đồng thời, đây là một trong những nghiên cứu đầu tiên xây dựng bản đồ phiên mã đơn bào chi tiết của MK nguồn gốc máu dây rốn, qua đó xác định 9 quần thể tế bào riêng biệt và phát hiện sự tồn tại của một phân nhóm MK liên quan đến miễn dịch.
Các kết quả này tạo nền tảng quan trọng cho việc phát triển công nghệ sản xuất megakaryocyte và tiểu cầu từ máu dây rốn ở quy mô công nghiệp, hướng tới xây dựng nguồn tiểu cầu thay thế phục vụ điều trị giảm tiểu cầu, hỗ trợ ghép tế bào gốc tạo máu và y học tái tạo trong tương lai.
Tài liệu tham khảo
Bài viết được dịch và tóm tắt từ bài báo (nếu có): He, Y., Liang, Y., He, J., Shen, Y., Wu, Z., Pei, S., & Zhu, F. (2026). Generation and single-cell characterization of functional megakaryocytes derived from umbilical cord blood. Stem Cell Research & Therapy
Nguồn: Stem Cell Research & Therapy
Link: https://link.springer.com/article/10.1186/s13287-026-05047-9
