造血干細(xì)胞的發(fā)育調(diào)控ppt課件

1、造血干細(xì)胞的發(fā)育調(diào)控造血干細(xì)胞的發(fā)育調(diào)控 授課教師：劉授課教師：劉 靜靜jingliucsuhotmailjingliucsuhotmail生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院分子生物學(xué)研討中心生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院分子生物學(xué)研討中心研討方向研討方向1 1：造血發(fā)育調(diào)控：造血發(fā)育調(diào)控研討方向研討方向2 2：白血病治療的分子機(jī)制研討：白血病治療的分子機(jī)制研討 造血造血hematopoiesishematopoiesis 造血干細(xì)胞造血干細(xì)胞(hematopoietic stem cell)分分化為早期祖細(xì)胞化為早期祖細(xì)胞(primitive progenitor cell) ，經(jīng)大量增殖分化成為晚期祖細(xì)胞，經(jīng)大量增殖

2、分化成為晚期祖細(xì)胞(late progenitor cell)，然后再分化為具有特異形，然后再分化為具有特異形狀的、骨髓中不同系別的前體細(xì)胞狀的、骨髓中不同系別的前體細(xì)胞(precursor cell)，最后分化成為各類具有生，最后分化成為各類具有生理功能的血細(xì)胞的整個(gè)過程稱為理功能的血細(xì)胞的整個(gè)過程稱為“造血造血 。 骨髓中各類前體細(xì)胞是各系祖細(xì)胞分骨髓中各類前體細(xì)胞是各系祖細(xì)胞分化走向成熟的過渡形狀?；呦虺墒斓倪^渡形狀。 造血不包括成熟血細(xì)胞在體內(nèi)儲(chǔ)存、造血不包括成熟血細(xì)胞在體內(nèi)儲(chǔ)存、釋放、分配和凋亡的過程。釋放、分配和凋亡的過程。第一節(jié)第一節(jié) 造血器官造血器官 人體的造血器官是生成血液

3、的器官。人體的造血器官是生成血液的器官。 來源于中胚葉，主要包括骨髓、胸腺、來源于中胚葉，主要包括骨髓、胸腺、淋巴結(jié)、淋巴結(jié)、 肝臟和脾等。肝臟和脾等。 造血過程分為胚胎期造血和出生后造血。造血過程分為胚胎期造血和出生后造血。一、胚胎期造血器官一、胚胎期造血器官 人類的血液細(xì)胞首先在卵黃囊中構(gòu)成，肝、人類的血液細(xì)胞首先在卵黃囊中構(gòu)成，肝、脾、胸腺和骨髓均參與造血脾、胸腺和骨髓均參與造血 根據(jù)發(fā)育過程中造血中心的轉(zhuǎn)移，胚胎期根據(jù)發(fā)育過程中造血中心的轉(zhuǎn)移，胚胎期造血分為三個(gè)時(shí)期：造血分為三個(gè)時(shí)期： 卵黃囊造血期卵黃囊造血期 、肝造血期、肝造血期 、骨髓、骨髓造血期造血期 1. 卵黃囊造血期中胚葉造

4、血期卵黃囊造血期中胚葉造血期 始于人胚胎始于人胚胎3周左右，卵周左右，卵黃囊壁上的中胚層細(xì)胞開黃囊壁上的中胚層細(xì)胞開場(chǎng)分化聚集成團(tuán)，稱為血場(chǎng)分化聚集成團(tuán)，稱為血島島blood island。血島。血島是人類最初的造血中心。是人類最初的造血中心。 血島外周的細(xì)胞分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞。血島外周的細(xì)胞分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞。 血島中央的細(xì)胞構(gòu)成多能造血干細(xì)胞，繼血島中央的細(xì)胞構(gòu)成多能造血干細(xì)胞，繼爾分化成幼稚紅細(xì)胞，以后大量的多能造爾分化成幼稚紅細(xì)胞，以后大量的多能造血干細(xì)胞遷移至肝、脾、骨髓和淋巴組織血干細(xì)胞遷移至肝、脾、骨髓和淋巴組織繼續(xù)增殖、分化為干細(xì)胞。繼續(xù)增殖、分化為干細(xì)胞。 胚胎胚胎 2 2個(gè)

5、月后，卵黃囊逐漸退化、萎縮，個(gè)月后，卵黃囊逐漸退化、萎縮，被肝、脾取代其造血功能。被肝、脾取代其造血功能。 2肝造血期肝造血期 始于胚胎第始于胚胎第6周，是卵黃囊血島的造血干細(xì)周，是卵黃囊血島的造血干細(xì)胞移植到肝臟的結(jié)果，以造紅細(xì)胞為主，胞移植到肝臟的結(jié)果，以造紅細(xì)胞為主，后期可生成粒細(xì)胞和巨核細(xì)胞。后期可生成粒細(xì)胞和巨核細(xì)胞。肝臟是胚胎肝臟是胚胎25個(gè)月的造血中心，繼續(xù)至第個(gè)月的造血中心，繼續(xù)至第7個(gè)月時(shí)，逐漸被骨髓造血替代。個(gè)月時(shí)，逐漸被骨髓造血替代。此外脾、胸腺、淋巴結(jié)等也參與造血。此外脾、胸腺、淋巴結(jié)等也參與造血。 3骨髓造血期骨髓造血期 自胚胎第自胚胎第14周骨髓開場(chǎng)造血，周骨髓開場(chǎng)

6、造血，5個(gè)月以后成為胚胎期個(gè)月以后成為胚胎期的造血中心。的造血中心。骨髓中的造血干細(xì)胞來源于肝、脾，可維持終生。骨髓中的造血干細(xì)胞來源于肝、脾，可維持終生。胚胎期的骨髓主要生成紅細(xì)胞、粒細(xì)胞和巨核細(xì)胞，胚胎期的骨髓主要生成紅細(xì)胞、粒細(xì)胞和巨核細(xì)胞，也生成淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞。也生成淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞。 胚胎期造血的三個(gè)時(shí)期不能截然分開，胚胎期造血的三個(gè)時(shí)期不能截然分開，此消彼長(zhǎng)，互為交錯(cuò)。此消彼長(zhǎng)，互為交錯(cuò)。二、出生后造血二、出生后造血 出生后造血主要靠骨髓。出生后造血主要靠骨髓。 在正常情況下骨髓是獨(dú)一能產(chǎn)生紅細(xì)胞、在正常情況下骨髓是獨(dú)一能產(chǎn)生紅細(xì)胞、粒細(xì)胞和血小板的場(chǎng)所，也生成淋巴細(xì)胞粒細(xì)胞

7、和血小板的場(chǎng)所，也生成淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞。和單核細(xì)胞。 脾和淋巴結(jié)為終生制造淋巴細(xì)胞的器官。脾和淋巴結(jié)為終生制造淋巴細(xì)胞的器官。 1骨髓骨髓 骨髓是位于骨髓腔內(nèi)的海綿樣膠狀組織，有紅骨髓和黃骨髓是位于骨髓腔內(nèi)的海綿樣膠狀組織，有紅骨髓和黃骨髓之分。骨髓之分。嬰幼兒的骨髓幾乎都參與造血，即全為紅骨髓。嬰幼兒的骨髓幾乎都參與造血，即全為紅骨髓。約從約從5歲開場(chǎng)，長(zhǎng)骨的髓腔內(nèi)出現(xiàn)脂肪細(xì)胞，隨年齡增歲開場(chǎng)，長(zhǎng)骨的髓腔內(nèi)出現(xiàn)脂肪細(xì)胞，隨年齡增長(zhǎng)，長(zhǎng)骨遠(yuǎn)端的紅骨髓轉(zhuǎn)化為黃骨髓。長(zhǎng)，長(zhǎng)骨遠(yuǎn)端的紅骨髓轉(zhuǎn)化為黃骨髓。成人的紅骨髓和黃骨髓約各占成人的紅骨髓和黃骨髓約各占50%，但黃骨髓仍有造血，但黃骨髓仍有造血潛

8、能，當(dāng)機(jī)體需求時(shí)又轉(zhuǎn)變?yōu)榧t骨髓而參與造血。潛能，當(dāng)機(jī)體需求時(shí)又轉(zhuǎn)變?yōu)榧t骨髓而參與造血。 2. 淋巴器官淋巴器官 分為中樞淋巴器官和周圍淋巴器官。分為中樞淋巴器官和周圍淋巴器官。中樞淋巴器官主要包括胸腺和骨髓，主導(dǎo)淋中樞淋巴器官主要包括胸腺和骨髓，主導(dǎo)淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生、增殖、分化和成熟。巴細(xì)胞的產(chǎn)生、增殖、分化和成熟。周圍淋巴器官主要包括淋巴結(jié)、脾、腸粘膜周圍淋巴器官主要包括淋巴結(jié)、脾、腸粘膜相關(guān)淋巴組織等，是淋巴細(xì)胞聚集和免疫相關(guān)淋巴組織等，是淋巴細(xì)胞聚集和免疫應(yīng)對(duì)發(fā)生的場(chǎng)所。應(yīng)對(duì)發(fā)生的場(chǎng)所。 3. 髓外造血髓外造血正常情況下，胎兒出生正常情況下，胎兒出生2個(gè)月以后，骨髓以外個(gè)月以后，骨髓以外的

9、組織如肝、脾淋巴結(jié)等不再制造紅細(xì)胞、的組織如肝、脾淋巴結(jié)等不再制造紅細(xì)胞、粒細(xì)胞和血小板。粒細(xì)胞和血小板。但在某些病理情況下，如骨髓纖維化、骨髓但在某些病理情況下，如骨髓纖維化、骨髓增生性疾病及某些貧血，這些組織又恢復(fù)增生性疾病及某些貧血，這些組織又恢復(fù)造血功能?？蓪?dǎo)致相應(yīng)器官腫大，稱造血功能?？蓪?dǎo)致相應(yīng)器官腫大，稱為髓外造血。為髓外造血。 一、造血細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育一、造血細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育 是一個(gè)延續(xù)不斷的復(fù)雜過是一個(gè)延續(xù)不斷的復(fù)雜過程，造血器官內(nèi)的各種造血細(xì)胞在造血程，造血器官內(nèi)的各種造血細(xì)胞在造血微環(huán)境中經(jīng)過細(xì)胞與細(xì)胞之間相互作用，微環(huán)境中經(jīng)過細(xì)胞與細(xì)胞之間相互作用，在各種細(xì)胞因子的誘導(dǎo)下，按

10、一定的規(guī)在各種細(xì)胞因子的誘導(dǎo)下，按一定的規(guī)律發(fā)育成為各種成熟的血細(xì)胞，然后釋律發(fā)育成為各種成熟的血細(xì)胞，然后釋放入血循環(huán)中。放入血循環(huán)中。第二節(jié)第二節(jié) 造血干造血干/祖細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育、祖細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育、特性以及造血調(diào)控特性以及造血調(diào)控 一根本過程 造血細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育包括增殖、分化、成造血細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育包括增殖、分化、成熟和釋放四個(gè)方面。熟和釋放四個(gè)方面。 多種調(diào)理要素控制該過程，維持血細(xì)胞數(shù)多種調(diào)理要素控制該過程，維持血細(xì)胞數(shù)量和質(zhì)量穩(wěn)定。量和質(zhì)量穩(wěn)定。造血細(xì)胞的增殖造血細(xì)胞的增殖proliferation 是指血細(xì)胞經(jīng)過分裂而使其數(shù)量添加的是指血細(xì)胞經(jīng)過分裂而使其數(shù)量添加的過程。有絲分裂是造

11、血細(xì)胞的主要增殖方式。過程。有絲分裂是造血細(xì)胞的主要增殖方式。 造血細(xì)胞的分化造血細(xì)胞的分化differentiation細(xì)胞發(fā)育過程中失去某些潛能而獲得新功細(xì)胞發(fā)育過程中失去某些潛能而獲得新功能的過程，即由多潛能轉(zhuǎn)變?yōu)閱螡撃艿哪艿倪^程，即由多潛能轉(zhuǎn)變?yōu)閱螡撃艿倪^程。過程。分裂后的細(xì)胞在形狀和功能上產(chǎn)生新的特分裂后的細(xì)胞在形狀和功能上產(chǎn)生新的特征，分化過程是不可逆的。征，分化過程是不可逆的。 造血細(xì)胞的成熟造血細(xì)胞的成熟maturation造血干細(xì)胞定向分化，從原始經(jīng)幼稚到造血干細(xì)胞定向分化，從原始經(jīng)幼稚到成熟細(xì)胞的發(fā)育過程。血細(xì)胞越成熟成熟細(xì)胞的發(fā)育過程。血細(xì)胞越成熟其形狀越易識(shí)別，功能也日

12、趨完善。其形狀越易識(shí)別，功能也日趨完善。成熟的血細(xì)胞在骨髓內(nèi)經(jīng)過成熟的血細(xì)胞在骨髓內(nèi)經(jīng)過“髓血屏障髓血屏障釋放入血循環(huán)中。釋放入血循環(huán)中。二造血細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育階段二造血細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育階段 根據(jù)造血細(xì)胞的功能和形狀特征，造血細(xì)胞根據(jù)造血細(xì)胞的功能和形狀特征，造血細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育階段可分為：生長(zhǎng)發(fā)育階段可分為： 造血干細(xì)胞、造血干細(xì)胞、 造血祖細(xì)胞、造血祖細(xì)胞、 原始及幼稚細(xì)胞原始及幼稚細(xì)胞造血干造血干細(xì)胞階細(xì)胞階段段造血祖造血祖細(xì)胞階細(xì)胞階段段原始原始及幼及幼稚細(xì)稚細(xì)胞階胞階段段成成熟熟細(xì)細(xì)胞胞二、造血干祖細(xì)胞二、造血干祖細(xì)胞 干細(xì)胞干細(xì)胞stem cellstem cell是具有自我復(fù)制和多向是具有自

13、我復(fù)制和多向分化才干的細(xì)胞。分化才干的細(xì)胞。 早期胚胎中的原始生殖細(xì)胞即胚胎干細(xì)胞，具早期胚胎中的原始生殖細(xì)胞即胚胎干細(xì)胞，具有廣泛的發(fā)育和分化潛能，稱為全能干細(xì)胞有廣泛的發(fā)育和分化潛能，稱為全能干細(xì)胞totipotent hematopoietic stem celltotipotent hematopoietic stem cell，THSCTHSC。 胚胎干細(xì)胞分化為各類組織干細(xì)胞，造血組織胚胎干細(xì)胞分化為各類組織干細(xì)胞，造血組織中存在造血干細(xì)胞、血管干細(xì)胞和間質(zhì)干細(xì)胞。中存在造血干細(xì)胞、血管干細(xì)胞和間質(zhì)干細(xì)胞。一造血干細(xì)胞一造血干細(xì)胞 造血干細(xì)胞又稱多能干細(xì)胞，由中胚層細(xì)胞造血干細(xì)胞又

14、稱多能干細(xì)胞，由中胚層細(xì)胞分化而來，是各種血細(xì)胞的始祖，具有高度分化而來，是各種血細(xì)胞的始祖，具有高度自我更新、多向分化和增殖才干，并且在造自我更新、多向分化和增殖才干，并且在造血組織中含量極少，其形狀酷似小淋巴樣細(xì)血組織中含量極少，其形狀酷似小淋巴樣細(xì)胞而難以識(shí)別。胞而難以識(shí)別。 1.造血干細(xì)胞的根本特征造血干細(xì)胞的根本特征 1自我更新自我更新 即細(xì)胞經(jīng)過有絲分裂產(chǎn)生的兩個(gè)子代即細(xì)胞經(jīng)過有絲分裂產(chǎn)生的兩個(gè)子代細(xì)胞與親代細(xì)胞具有一樣的特征。造血干細(xì)細(xì)胞與親代細(xì)胞具有一樣的特征。造血干細(xì)胞的自我更新是維持其數(shù)量平衡的根底，亦胞的自我更新是維持其數(shù)量平衡的根底，亦稱自我維持。高度的自我更新才干是造

15、血干稱自我維持。高度的自我更新才干是造血干細(xì)胞最根本的生物學(xué)特征之一。細(xì)胞最根本的生物學(xué)特征之一。2 造血干細(xì)胞靜止形狀造血干細(xì)胞靜止形狀 干細(xì)胞干細(xì)胞95%以上細(xì)胞處于以上細(xì)胞處于G0期靜止形期靜止形狀，不進(jìn)展?fàn)?，不進(jìn)展DNA合成和有絲分裂，當(dāng)機(jī)體合成和有絲分裂，當(dāng)機(jī)體發(fā)生缺氧、感染、失血和創(chuàng)傷等應(yīng)激形狀發(fā)生缺氧、感染、失血和創(chuàng)傷等應(yīng)激形狀時(shí)，干細(xì)胞從靜止進(jìn)入增殖的數(shù)量添加，時(shí)，干細(xì)胞從靜止進(jìn)入增殖的數(shù)量添加，以滿足機(jī)體對(duì)造血的需求。以滿足機(jī)體對(duì)造血的需求。 3 造血干細(xì)胞全能性多向分化造血干細(xì)胞全能性多向分化 分化是不可逆的，一旦定向分化為某種祖細(xì)分化是不可逆的，一旦定向分化為某種祖細(xì)胞，

16、就不能夠再變成其它的祖細(xì)胞。胞，就不能夠再變成其它的祖細(xì)胞。 造血干細(xì)胞在特定的條件下可以分化成造血干細(xì)胞在特定的條件下可以分化成紅細(xì)胞、粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、血小板、組織紅細(xì)胞、粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、血小板、組織嗜堿細(xì)胞、嗜堿細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞及自然殺淋巴細(xì)胞及自然殺傷細(xì)胞等的祖細(xì)胞。傷細(xì)胞等的祖細(xì)胞。4 造血干細(xì)胞不均一性造血干細(xì)胞不均一性 造血干細(xì)胞有增殖態(tài)與靜止態(tài)之分，造血干細(xì)胞有增殖態(tài)與靜止態(tài)之分，并且不斷地在靜止和增殖態(tài)之間轉(zhuǎn)換。造并且不斷地在靜止和增殖態(tài)之間轉(zhuǎn)換。造血干細(xì)胞代齡有絲分裂的次數(shù)不同構(gòu)血干細(xì)胞代齡有絲分裂的次數(shù)不同構(gòu)成了干細(xì)胞群體的代齡構(gòu)造，構(gòu)成干細(xì)胞成了

17、干細(xì)胞群體的代齡構(gòu)造，構(gòu)成干細(xì)胞不均一性。不均一性。 2造血干細(xì)胞檢測(cè)造血干細(xì)胞檢測(cè) 單個(gè)細(xì)胞在生物體內(nèi)有才干長(zhǎng)期重建造血是判單個(gè)細(xì)胞在生物體內(nèi)有才干長(zhǎng)期重建造血是判別該細(xì)胞為造血干細(xì)胞的別該細(xì)胞為造血干細(xì)胞的“金規(guī)范。金規(guī)范。造血干細(xì)胞的數(shù)量極少，形狀上不能區(qū)別，干造血干細(xì)胞的數(shù)量極少，形狀上不能區(qū)別，干細(xì)胞抗原性弱，僅有很少外表抗原。細(xì)胞抗原性弱，僅有很少外表抗原。 1脾集落測(cè)試法脾集落測(cè)試法 1961年年Till等首先采用體內(nèi)實(shí)驗(yàn)小鼠脾集落構(gòu)成間接等首先采用體內(nèi)實(shí)驗(yàn)小鼠脾集落構(gòu)成間接證明了造血干細(xì)胞的存在：證明了造血干細(xì)胞的存在：將受體小鼠以致死劑量射線照射后，破壞全部造血將受體小鼠以致

18、死劑量射線照射后，破壞全部造血細(xì)胞，再輸以供體骨髓或血液，小鼠能存活，并細(xì)胞，再輸以供體骨髓或血液，小鼠能存活，并在受體小鼠脾中構(gòu)成紅系、粒系、巨核系細(xì)胞結(jié)在受體小鼠脾中構(gòu)成紅系、粒系、巨核系細(xì)胞結(jié)節(jié)，這些都是由單個(gè)細(xì)胞增殖分化而來，即脾集節(jié)，這些都是由單個(gè)細(xì)胞增殖分化而來，即脾集落構(gòu)成單位落構(gòu)成單位CFU-S；將脾結(jié)節(jié)細(xì)胞靜脈注射給受體小鼠，該小鼠也能存將脾結(jié)節(jié)細(xì)胞靜脈注射給受體小鼠，該小鼠也能存活。證明了骨髓或血液中存在血液細(xì)胞的祖先細(xì)活。證明了骨髓或血液中存在血液細(xì)胞的祖先細(xì)胞。胞。2 2單克隆抗體法單克隆抗體法 利用利用FACSFACS自動(dòng)細(xì)胞分選系統(tǒng)分選出自動(dòng)細(xì)胞分選系統(tǒng)分選出CD3

19、4+CD38+CD34+CD38+及及CD34+CD38CD34+CD38亞群細(xì)胞，在無血清體系中參亞群細(xì)胞，在無血清體系中參與各種細(xì)胞因子如與各種細(xì)胞因子如SCFSCF、IL-3IL-3、IL-6IL-6、GM-GM-CSFCSF及及EpoEpo刺激，結(jié)果闡明，刺激，結(jié)果闡明，CD34+ CD38CD34+ CD38單個(gè)細(xì)胞可構(gòu)成原代集落，并可向紅系、粒單個(gè)細(xì)胞可構(gòu)成原代集落，并可向紅系、粒系、巨噬系、巨核系等系、巨噬系、巨核系等 細(xì)胞分化。細(xì)胞分化。 CD34+CD38細(xì)胞的性能接近于造血干細(xì)胞，同時(shí)也細(xì)胞的性能接近于造血干細(xì)胞，同時(shí)也證明了造血干細(xì)胞具有多向分化的才干。證明了造血干細(xì)胞具

20、有多向分化的才干。 3 造血干細(xì)胞的外表標(biāo)志的流式細(xì)胞儀檢測(cè)造血干細(xì)胞的外表標(biāo)志的流式細(xì)胞儀檢測(cè) CD34+ 細(xì)胞具有長(zhǎng)期重建造血的才干；細(xì)胞具有長(zhǎng)期重建造血的才干； CD34+ CD38細(xì)胞比細(xì)胞比CD34+ 細(xì)胞具有更強(qiáng)的細(xì)胞具有更強(qiáng)的長(zhǎng)期造血才干；長(zhǎng)期造血才干； AC 133+細(xì)胞也被以為是早期造血細(xì)胞的標(biāo)志。細(xì)胞也被以為是早期造血細(xì)胞的標(biāo)志。二造血祖細(xì)胞二造血祖細(xì)胞 造血干細(xì)胞進(jìn)一步分化為各種造血祖細(xì)胞造血干細(xì)胞進(jìn)一步分化為各種造血祖細(xì)胞 hematopoietic progenitor cellhematopoietic progenitor cell。 造血祖細(xì)胞是一類由造血干細(xì)胞

21、分化而來，造血祖細(xì)胞是一類由造血干細(xì)胞分化而來，但失去自我更新才干的過渡性、增殖性的細(xì)但失去自我更新才干的過渡性、增殖性的細(xì)胞群，過去稱為定向干細(xì)胞。胞群，過去稱為定向干細(xì)胞。 造血祖細(xì)胞根據(jù)其分化才干，可分為多向造血祖細(xì)胞根據(jù)其分化才干，可分為多向祖細(xì)胞和單向祖細(xì)胞。多向祖細(xì)胞可進(jìn)一祖細(xì)胞和單向祖細(xì)胞。多向祖細(xì)胞可進(jìn)一步分化步分化 為單向祖細(xì)胞。為單向祖細(xì)胞。 經(jīng)過體外造血細(xì)胞半固體培育證明了造血經(jīng)過體外造血細(xì)胞半固體培育證明了造血祖細(xì)胞的存在。祖細(xì)胞的存在。紅細(xì)胞爆式集落構(gòu)成單位紅細(xì)胞爆式集落構(gòu)成單位 BFU-E紅細(xì)胞的祖細(xì)胞體外培育紅細(xì)胞的祖細(xì)胞體外培育紅細(xì)胞集落構(gòu)成單位紅細(xì)胞集落構(gòu)成單

22、位 (CFU-E)三造血干祖細(xì)胞的臨床運(yùn)用三造血干祖細(xì)胞的臨床運(yùn)用 造血干祖細(xì)胞移植主要運(yùn)用于：造血干祖細(xì)胞移植主要運(yùn)用于：1.血液系統(tǒng)惡性腫瘤，如急、慢性白血病等；血液系統(tǒng)惡性腫瘤，如急、慢性白血病等；2.血液系統(tǒng)非惡性腫瘤性疾病，如再生妨礙血液系統(tǒng)非惡性腫瘤性疾病，如再生妨礙性貧血、異常血紅蛋白病、性貧血、異常血紅蛋白病、Fanconi貧血、貧血、難治性貧血等；難治性貧血等；3.實(shí)體腫瘤化療后造血重建，如乳腺癌、卵實(shí)體腫瘤化療后造血重建，如乳腺癌、卵巢癌、神經(jīng)母細(xì)胞瘤等；巢癌、神經(jīng)母細(xì)胞瘤等；4.其他，如重癥結(jié)合免疫缺陷癥、本身免疫其他，如重癥結(jié)合免疫缺陷癥、本身免疫性疾病、基因治療等。性

23、疾病、基因治療等。 三、造血調(diào)控三、造血調(diào)控 造血細(xì)胞的增殖、分化受控于不同的調(diào)控系統(tǒng)，以造血細(xì)胞的增殖、分化受控于不同的調(diào)控系統(tǒng)，以堅(jiān)持各種血細(xì)胞數(shù)量和質(zhì)量的相對(duì)穩(wěn)定。其中細(xì)胞堅(jiān)持各種血細(xì)胞數(shù)量和質(zhì)量的相對(duì)穩(wěn)定。其中細(xì)胞因子的調(diào)控占重要位置。因子的調(diào)控占重要位置。 細(xì)胞因子細(xì)胞因子cytokines是一組基因編碼的低分子量是一組基因編碼的低分子量蛋白質(zhì)細(xì)胞外信號(hào)分子，有的是糖蛋白，有的那么蛋白質(zhì)細(xì)胞外信號(hào)分子，有的是糖蛋白，有的那么不含糖基，在機(jī)體內(nèi)含量極低，半衰期短，主要功不含糖基，在機(jī)體內(nèi)含量極低，半衰期短，主要功能是在細(xì)胞間傳送信息，從而影響造血活動(dòng)。能是在細(xì)胞間傳送信息，從而影響造血

24、活動(dòng)。一集落刺激因子類一集落刺激因子類( colony-stimulating factors, CSFs )( colony-stimulating factors, CSFs ) 主要有以下幾種：主要有以下幾種：1.1.紅細(xì)胞生成素紅細(xì)胞生成素erythropoietinerythropoietin，EPOEPO 刺激紅系祖細(xì)胞的增殖和分化，以提高紅刺激紅系祖細(xì)胞的增殖和分化，以提高紅細(xì)胞數(shù)量。細(xì)胞數(shù)量。2.粒細(xì)胞集落刺激因子粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF) 除促進(jìn)粒系祖細(xì)胞構(gòu)成集落外，除促進(jìn)粒系祖細(xì)胞構(gòu)成集落外，G-CSF可誘導(dǎo)某些可誘導(dǎo)某些白血病細(xì)胞株分化成熟，激活中性粒細(xì)胞的吞噬功白

25、血病細(xì)胞株分化成熟，激活中性粒細(xì)胞的吞噬功能。能。3.粒巨噬細(xì)胞集落刺激因子粒巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF) 除了促進(jìn)中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞祖細(xì)胞增殖、分化除了促進(jìn)中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞祖細(xì)胞增殖、分化 成熟外，對(duì)成熟細(xì)胞也產(chǎn)生作用。成熟外，對(duì)成熟細(xì)胞也產(chǎn)生作用。4.巨噬細(xì)胞集落刺激因子巨噬細(xì)胞集落刺激因子M-CSF 促進(jìn)單核系祖細(xì)胞的增殖和分化，激活巨噬促進(jìn)單核系祖細(xì)胞的增殖和分化，激活巨噬細(xì)胞的吞噬和分泌功能。細(xì)胞的吞噬和分泌功能。5.多系集落刺激因子多系集落刺激因子multi-CSF 促進(jìn)多系集落生長(zhǎng)。促進(jìn)多系集落生長(zhǎng)。6.血小板生成素血小板生成素thrombopoietin, TPO

26、 促進(jìn)巨核細(xì)胞集落構(gòu)成。促進(jìn)巨核細(xì)胞集落構(gòu)成。二白細(xì)胞介素二白細(xì)胞介素interleukin, IL)interleukin, IL)白細(xì)胞介素主要是白細(xì)胞產(chǎn)生的信號(hào)分子，白細(xì)胞介素主要是白細(xì)胞產(chǎn)生的信號(hào)分子，不僅在免疫系統(tǒng)中傳送信息，同時(shí)也參與不僅在免疫系統(tǒng)中傳送信息，同時(shí)也參與造血系統(tǒng)的造血調(diào)控。造血系統(tǒng)的造血調(diào)控。三其它細(xì)胞因子三其它細(xì)胞因子1.1.干細(xì)胞因子干細(xì)胞因子stem cell factor, SCFstem cell factor, SCF 又稱肥大細(xì)胞生長(zhǎng)因子又稱肥大細(xì)胞生長(zhǎng)因子 促進(jìn)肥大細(xì)胞生長(zhǎng)；協(xié)同促進(jìn)造血干祖促進(jìn)肥大細(xì)胞生長(zhǎng)；協(xié)同促進(jìn)造血干祖細(xì)胞增殖、分化。細(xì)胞增殖、

27、分化。2 2FLT-3FLT-3配基配基(FLT-3 ligand, FL) (FLT-3 ligand, FL) 誘導(dǎo)處于靜止期的造血干祖細(xì)胞進(jìn)人細(xì)胞誘導(dǎo)處于靜止期的造血干祖細(xì)胞進(jìn)人細(xì)胞周期，促進(jìn)其擴(kuò)增。周期，促進(jìn)其擴(kuò)增。1原癌基因原癌基因 如：如：c-myc基因、基因、ras相關(guān)基因、相關(guān)基因、c-abl基因、基因、bcl-2 基因、基因、c-kit基因等?；虻?。四造血基因調(diào)控四造血基因調(diào)控 原癌基因的編碼產(chǎn)物可為：細(xì)胞因子、細(xì)胞原癌基因的編碼產(chǎn)物可為：細(xì)胞因子、細(xì)胞因子受體、細(xì)胞內(nèi)蛋白激酶、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳送因子受體、細(xì)胞內(nèi)蛋白激酶、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳送分子及轉(zhuǎn)錄因子等。分子及轉(zhuǎn)錄因子等。 2.

28、 抑癌基因抑癌基因 如：如：p53基因、基因、WT1基因、基因、NF1基因、基因、DCC、Rb基因等。抑癌基因編碼產(chǎn)物通常為基因等。抑癌基因編碼產(chǎn)物通常為細(xì)胞增殖負(fù)調(diào)理因子，抑制細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)終細(xì)胞增殖負(fù)調(diào)理因子，抑制細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)終末分化、維持基因穩(wěn)定、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡等。末分化、維持基因穩(wěn)定、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡等。 3. 轉(zhuǎn)錄因子參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)控 對(duì)造血中根本的基因調(diào)控機(jī)制對(duì)造血中根本的基因調(diào)控機(jī)制 仍存在假設(shè)干懸念有待研討：仍存在假設(shè)干懸念有待研討：1如何在細(xì)胞周期如何在細(xì)胞周期G1與與G0之間來回轉(zhuǎn)換，之間來回轉(zhuǎn)換，并堅(jiān)持絕大多數(shù)細(xì)胞處于并堅(jiān)持絕大多數(shù)細(xì)胞處于G0靜止

29、形狀靜止形狀? 2干細(xì)胞不對(duì)稱有絲分裂在基因程度上是干細(xì)胞不對(duì)稱有絲分裂在基因程度上是怎樣實(shí)現(xiàn)的怎樣實(shí)現(xiàn)的?3干干/祖細(xì)胞基因怎樣調(diào)控各類受體表達(dá)，祖細(xì)胞基因怎樣調(diào)控各類受體表達(dá)，以接受造血微環(huán)境中各種正負(fù)信號(hào)的影響以接受造血微環(huán)境中各種正負(fù)信號(hào)的影響?4干細(xì)胞在基因程度如何調(diào)控向淋巴系或干細(xì)胞在基因程度如何調(diào)控向淋巴系或髓系分化髓系分化?祖細(xì)胞基因如何決議分化方向祖細(xì)胞基因如何決議分化方向?怎樣怎樣堅(jiān)持各系之間正常恒定比例堅(jiān)持各系之間正常恒定比例? 第三節(jié) 造血干祖細(xì)胞體外培育技術(shù) 體內(nèi)造血干祖細(xì)胞在一個(gè)極復(fù)雜的造血微環(huán)境中增殖、分化生成血液細(xì)胞。 體外造血祖細(xì)胞培育就是在體外模擬體內(nèi)的生理

30、環(huán)境，將從機(jī)體中分別出的造血祖細(xì)胞進(jìn)展培育，使之生存、增殖分化。 造血祖細(xì)胞培育的主要運(yùn)用：造血祖細(xì)胞培育的主要運(yùn)用：1檢測(cè)造血祖細(xì)胞在骨髓、外周血和臍血中的數(shù)量檢測(cè)造血祖細(xì)胞在骨髓、外周血和臍血中的數(shù)量2研討體外造血祖細(xì)胞類型、特性及生理意義研討體外造血祖細(xì)胞類型、特性及生理意義3利用人工培育條件易于嚴(yán)厲控制的特點(diǎn)，研討造利用人工培育條件易于嚴(yán)厲控制的特點(diǎn)，研討造 血調(diào)理；血調(diào)理；4用于造血系統(tǒng)疾病發(fā)活力制，診斷、預(yù)后判別、用于造血系統(tǒng)疾病發(fā)活力制，診斷、預(yù)后判別、 療效察看及治療藥物的選擇等方面的研討。療效察看及治療藥物的選擇等方面的研討。一、造血干祖細(xì)胞體外培育的根本條件一、造血干祖細(xì)胞體外培育的根本條件一細(xì)胞培育室條件一細(xì)胞培育室條件二培育的支持物二培育的支持物三營(yíng)養(yǎng)液三營(yíng)養(yǎng)液四細(xì)胞因子四細(xì)胞因子五血清五血清 二、造血干祖細(xì)胞體外培育一造血祖細(xì)胞集落培育：一造血祖細(xì)胞集落培育：1 1分別培育細(xì)胞，制成單個(gè)核細(xì)胞懸液。分別培育細(xì)胞，制成單個(gè)核細(xì)胞懸液。2 2配制培育體系：按比例將培育液、細(xì)胞、血配制培育體系：按比例將培育液、細(xì)胞、血清、細(xì)胞因子參與到培育體系，混勻。清、細(xì)胞因子參與到培育體系，混勻。3 3將配制的培育體系在將配制的培育體系在3737水浴中保溫水浴中保溫10min10min。4 4將瓊脂等支持物煮沸融化甲基纖維素不需將瓊