造血干细胞（hematopoietic stem cells）通常由骨髓抽取出来，少数由周边血干细胞采集，它可分化为红血球、白血球（包含 T 细胞和 B 细胞）和血小板，以补充体内的血液细胞。先前对造血干细胞数量的估计是从小鼠、猫或猴的研究中推断出来的，但其确切的数量和动态尚不清楚。
维康桑格研究所（Wellcome Sanger Institute）和 MRC 剑桥干细胞研究所的科学家首次在人类中直接量化干细胞数量，为过去的疑问提供了解答，他们发现健康的成年人有 50000～200000 个造血干细胞，比之前科学界所认知的数量还要高出 10 倍。该研究结果于 9 月 5 日发表在《Nature》上。
该研究团队从 59 岁健康男性的骨髓液（bone marrow aspirate）和外周血中收集其造血干细胞和祖细胞（progenitor cell），然后收集在单细胞液体培养物或群体形成细胞分析法成长后，研究人员将 198 个克隆（colonies）定序至约 15 倍深度。排除多株克隆后，他们再从 89 个免疫表型造血干细胞、38个巨核细胞－红血球祖细胞（megakaryocyte–erythrocyte progenitors）、8 个颗粒细胞－巨噬细胞祖细胞（granulocyte–macrophage progenitors）和 5 个常见骨髓祖细胞中获得了 140 个克隆。
接着，他们发现整个克隆的突变负担相似，平均有 1023 次置换（substitutions）和 20 次小插入或缺失事件。下一步，他们鉴定了 129582 个自发的全基因体体细胞突变（genome-wide somatic mutations），构建了一个系统发育树（phylogenetic tree）。随着年龄的增长，正常血液细胞中的体细胞突变量量也会增加，他们注意到这些突变可能用于追踪细胞祖先的分子钟（molecular clock）。
该研究第一作者 Henry Lee-Six 博士对此表示，他们从血液和骨髓中分离出许多干细胞，并定序其基因体以发现突变。该突变就像条码一样，每个条码都独特地标记干细胞及其后代。然后他们在血液的其余部分寻找这些突变，看看哪些造血干细胞携带相同的条码，进而能估计人体造血干细胞总量约有 50000～200000 个。
此外，该研究团队还发现，在该男士的生命早期中，其造血干细胞群体迅速膨胀，然而，在他的儿童晚期或青春期早期，其造血干细胞达到高原期（plateau）。该研究资深作者 Peter Campbell 博士对此表示，该新方法为研究其他人体器官中的干细胞与其健康和疾病和年龄增长之间的关系，开辟了一条新的道路。
该研究联合资深作者 David Kent 博士也表示，该研究使用的实验技术非常灵活，他们不仅可以测量存在多少造血干细胞，还可以看到它们之间的相互关系以及它们产生的血液细胞类型。若将该技术应用于血癌患者样本，他们现在应该能够了解单细胞如何胜过正常细胞以扩大其数量并且导致癌症。此外，随着基因组体序的成本降低，它正在改变科学研究，使之前认为不可能完成的大研究正在成为常规。
参考资料：
1. Nature, 2018; DOI: 10.1038/s41586-018-0497-0
2. https://www.sanger.ac.uk/news/view/family-tree-blood-production-reveals-hundreds-thousands-stem-cells
3. https://www.genomeweb.com/sequencing/adults-have-10-times-more-blood-stem-cells-previously-estimated#.W5DbqZMzYdD
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