• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.细胞特性
  • 4.研究发展
  • 5.肿瘤关系
  • 6.采集过程
  • 7.参考资料

造血干细胞

血液系统中的成体干细胞

造血干细胞(Hematopoietic stem cells,,缩写HSCs)是血液系统中的成体干细胞,是血细胞的“种子”。体内所有血细胞,包括红细胞、白细胞、血小板等,都由它发育而来1。造血干细胞是一个异质性的群体。

造血干细胞具有无限复制自身的能力,并能分化为人体内的每一种血细胞,可以重建人体造血系统和免疫系统2。造血干细胞是研究历史最长且最为深入的一类成体干细胞,对研究各类干细胞,包括肿瘤干细胞,具有重要指导意义。

基本信息

  • 中文名

    造血干细胞

  • 外文名

    Hematopoietic stem cells,HSCs

  • 读音

    zào xuè gàn xì bāo

  • 种类

    成体干细胞

  • 来源

    骨髓来源外周血来源脐带血来源3

细胞特性

造血干细胞

血液系统中的成熟细胞寿命极短,因此在人的一生中,造血干细胞需要根据机体的生理需求适时的补充血液系统各个成熟细胞组分。同时在损伤、炎症等应激状态下,造血干细胞也扮演着调节和维持体内血液系统各个细胞组分的生理平衡的角色。1961年Till JE, McCulloch EA用小鼠体内脾结节方法第一次证实了造血干细胞的存在。八十年代后,Weissman等多个实验室相继通过细胞表面标记分离出高度纯化的不同阶段的造血干祖细胞。在小鼠造血干细胞的研究中,造血干细胞的分离是通过细胞表面标记Lineage Sca-1c-kit或者细胞代谢方面的特性(侧群细胞)借助于流式细胞仪实现的。九十年代通过引入CD34这个细胞表面标记区分小鼠中长期造血干细胞和短期造血干细胞。进入二十一世纪后,基于SLAM家族分子(CD41,CD48和CD150)进一步富集造血干细胞,SLAM分子在造血干细胞的表达比较稳定,并且能够广泛的应用于各品系的实验小鼠。人HSC表面标记研究也同步发展,目前使用比较广泛的人的造血干细胞表面标记为LineageCD34CD38。

造血干细胞是能自我更新、有较强的分化发育和再生能力、可以产生各种类型血细胞的一类细胞。造血干细胞来源于红骨髓,可以经血流迁移到外周血液循环中,不会因献血和捐献造血干细胞而损坏造血功能。它不仅可分化为红细胞、白细胞和血小板,有研究发现,造血干细胞还可跨系统分化为多种组织器官的细胞,因此是多功能干细胞。造血干细胞移植能治疗肿瘤性疾病,如白血病、某些恶性实体瘤等,以及非肿瘤性疾病,如再生障碍性贫血、重症免疫缺陷病、急性放射病、地中海贫血等4

捐献造血干细胞后,1-2周内,血液中各种成分可恢复到原来水平。适龄、健康的志愿者捐献造血干细胞后,由于血细胞数量减少,会促使骨髓把储备的血细胞释放,刺激骨髓造血功能,促进血细胞生成,捐献造血干细胞也不会影响身体健康4

研究发展

在临床治疗中,造血干细目应用较早,在20世纪五十年代,临床上就开始应用骨髓移植(BMT)方法来治疗血液系统疾病。到八十年代末,外周血干细胞移植(PBSCT)技术逐渐推广开来,绝大多数为自体外周血干细胞移植(APBSCT),在提高治疗有效率和缩短疗程方面优于常规治疗,且效果令人满意。与两者相比,脐血干细胞移植的长处在于无来源的限制,对HLA配型要求不高,不易受病毒或肿瘤的污染1

2022年9月,澳大利亚研究人员进行了两项研究,不仅揭示了造血干细胞前体如何在动物和人类中产生,而且揭示了它们是如何被人工诱导的5

肿瘤关系

造血干细胞

大部分白血病,特别是急性髄系白血病(AML)以及慢性髄性白血病(CML)的发生,都直接或间接与造血干细胞异常相关。CML是最经典染色体易位导致造血干细胞恶变的一类常见白血病,其他多数急性髓系白血病由祖细胞直接恶变而来。造血干细胞最先获得染色体易位等主要的致病突变,但并不影响其分化为正常功能的成熟细胞的能力,当染色体易位的造血干细胞或者其分化下游的细胞获得第二次打击之后,就会引发白血病。

造血干细胞在实体肿瘤微环境调节中也有一定作用,如前列腺肿瘤细胞会模拟造血干细胞的分子信号,进入造血微环境,并引起造血干细胞表达谱的改变迫使造血干细胞离开,也可以通过表达造血细胞迁移相关的分子离开造血微环境,最终导致肿瘤的转移。

临床治疗中,造血干细胞移植广泛应用于血液系统疾病以及自身免疫疾病,在其它实体瘤的治疗中,比如淋巴瘤,生殖细胞瘤,乳腺癌,小细胞肺癌,主要应用于常规治疗失败或复发难治以及具有不良预后因素的患者。

采集过程

捐献造血干细胞无需手术,国内采用外周血采集造血干细胞的方法,在捐献者注射动员剂后,进行血液成分单采术,从捐献者的外周血中分离出造血干细胞,并进行采集。通俗地讲,和献血一样,从一只手臂抽出血液,通过血液分离机进行分离,提取造血干细胞,其他的血液成份通过另一只手臂输回捐献者体内,采集过程非常安全4

参考资料

  • 1
    什么是造血干细胞河北省血液中心(引用日期 2023-12-21)
  • 2
    人类造血干细胞发育首份“路线图”创建光明网(引用日期 2023-12-21)
  • 3
    造血干细胞中国科学院文献情报中心(引用日期 2022-03-10)
  • 4
    关于造血干细胞这些知识你需要知道大众网(引用日期 2023-12-21)
  • 5
    国际要闻回顾(9月13日—9月18日)中国科技网(引用日期 2023-12-21)