造血干细胞和造血-内科主治医师辅导资料

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血液系统由血液和造血器官组成。血液由血浆及悬浮在其中的血细胞（红细胞、白细胞及血小板）组成。出生后主要 造血器官是骨髓，胸腺，脾和淋巴结。

【造血干细胞和造血】

干细胞（stem cell）根据其分化潜能可分为 全能（totipotent）干细胞，即受精卵（fertilized egg）；亚全能（pluripotent）干细胞，即胚胎（embryo）干细胞；胚胎干细胞继续分化，形成组织定向的多能（multipotent）干细胞。出生后保留在体内的多能干细胞又称为成体干细胞（adult stem cell）医学、教育网搜集整理。造血干细胞（hemapoietic stem cell，HSC）是一种多能干细胞，是各种血液细胞与免疫细胞的起始细胞。在胚胎9～10天，中胚层开始出现HSC，形成造血位点，以后逐步发育成卵黄囊中的血岛。胚胎成形后进入胎肝造血期，HSC主要 分布在胎肝。脐带血、胎盘血是胎儿期外周血的一部分，也含有HSC.出生后，骨髓成为主要 的造血器官，造血干细胞作为一种成体干细胞，主要 保留在骨髓。外周血仅含少量HSC.

大部分HSC处于静止期（G0期），部分进人增殖状态。增殖时自我复制与多向分化之间保持动态平衡。动态平衡的实现，可能与HSC不对称分裂或细胞因子调节有关。即干细胞一分为 二时，其一仍保持干细胞自我复制的特性，而另一则具备相对成熟的特性，能向各系细胞分化。这样，HSC在体内形成数量和特性稳定的HSC池，同时还能分化成各种血细胞。HSC经过分化后，其自我复制能力下降，多向分化能力向定向分化发展，此时多能HSC过渡成为定向干细胞，即祖细胞（progenitor）。一旦干细胞分化为早期祖细胞时，就可以进行对称性有丝分裂，而大量扩增。祖细胞只能分化成某些细胞，而且自我复制能力减弱，因此只能短期维持造血。长期维持完整造血则依赖具有多向分化能力的HSC.

可以根据表面抗原的特征 来鉴别要点HSC.髓系的祖细胞有CD34、CD33等抗原，淋巴系的祖细胞除CD34外还有CD38和HLA-DR等抗原。多潜能HSC的表面有CD34抗原，但缺乏属于各系细胞特有的抗原（Lin抗原）。现在了解到CD34+细胞占骨髓有核细胞的1%，在外周血中大约是0.05%.

骨髓基质细胞、细胞因子及细胞外基质组成了造血微环境。基质细胞指骨髓中的网状细胞、内皮细胞、成纤维细胞、巨噬细胞和脂肪细胞。这些细胞产生细胞因子，调节HSC的增殖与分化，为HSC提供营养和黏附的场所。一般认为分化后期细胞的受体特异性较强，只接受专一的细胞因子作用，如粒系集落刺激因子（G-CSF）促进中性粒细胞分化、成熟。但早期HSC上的细胞因子受体特异性较差，为细胞因子竞争受体创造了条件。如临床上大剂量使用红细胞生成素（EPO）时有较多受体与之结合，可使较多的HSC向红系分化而造成白细胞减少。细胞外基质指骨髓中胶原、蛋白多糖及糖蛋白。胶原形成支架，构筑造血空间。蛋白多糖粘于细胞表面，选择性结合细胞因子。糖蛋白促进细胞黏附，控制细胞移动。造血干细胞经静脉输入能很快归巢（homing）至骨髓，也与其表达各种黏附蛋白有关。

我们通常通过细胞培养的方法来研究HSC.对比较成熟的祖细胞，可以通过观察集落形成细胞（CFC）来了解。体外半固体培养时可形成粒单系集落形成单位（CFU-GM）、红系爆式集落形成单位（BFU-E）、红系集落形成单位（CFU-E）和混合集落形成单位（CFU-Mix或CFU-GEMM）。对于比较早期的祖细胞，体外培养可观察原始细胞集落形成单位（CFU-blast cell）、高度增殖能力的集落形成细胞（high proliferative potential-CFC，HppCFC）以及长期培养起始细胞（long term culture-initiating cell，LTCIC）。可以通过人HSC在鼠体内脾集落形成单位（CFU-S）或重建造血的异种移植等途径，来观察多能HSC的造血功能。