造血检验的基础理论

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淋巴结
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3. 髓外造血 肝、脾、淋巴结 胸腺、肾上腺、腹腔脂肪、胃肠道
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第二节 造血微环境
（ Hematopoietic Microenvironment ）
造血器官实质细胞四面支架细胞组织。 骨髓基质细胞（ Stromal cells ） 细胞外基质（Extracellular matrix）*
间充质干细胞功效
❖ MSCs含有支持造血能力：骨髓MSCs经过 表示细胞黏附分子和分泌各种造血调控因子 来促进造血干细胞增殖和分化。 ❖ MSCs含有免疫抑制作用，在体内和体外 均能够抑制T淋巴细胞增殖
Reyes M et al, Blood
Noort W et al. Exp Hematology
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Cancer, leading killer worldwide
Cancer claims 6,000,000 deaths; 10,000,000 new cases occur; Increase to 15,000,000 in
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表面标志
阴性标志 CD38、Lin、HLA-DR、LFA-1、 CD45RA、CD71
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CD34是大家普遍认同造血干／祖细胞代
表性表面标志，随细胞分化成熟逐步降低
甚至消失。CD34抗原分子量为105— 120KD，为高度糖基化I型跨膜糖蛋白。 CD34+造血细胞是一组异质性细胞群体， 可深入分化为CD34+ CD38+和CD34+ CD38-两个亚群。CD34+细胞群中90％
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造血组织 红骨髓
血窦
网状组织 不一样发育阶段血细胞 巨噬细胞 脂肪细胞 未分化间充质细胞
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脂肪 细胞
红
骨
巨核细胞
网状纤维
髓 基质
细胞
血窦
2
基质细胞
1
造1血-检4验的发基础理育论 中细胞
内皮细胞
血小板
4
Macrophage
MF
3
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黄骨髓
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骨髓 中枢淋
淋巴器官 巴器官 胸腺
周围淋 巴器官
脾脏 淋巴结、弥散淋巴组织
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2. 淋巴器官造血 胸腺 脾 淋巴结
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胸腺
胸腺主要功效产生淋巴细胞、 分泌胸腺素
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脾脏
脾脏功效：T、B细胞分化 成熟场所，含有造血、储 血、滤血和免疫反应功效。
sites of hematopoietic tissue - ectopic myeloid tissue
* e.g., myelofibrosis
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1. 中胚叶造血期（卵黄囊造血）
人胚第2周末开始~第9周止 血岛 血管壁 造血干细胞
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卵黄囊 中胚层
Jiang YH, et al. Nature Peister A, et al Blood, Reyes M, et al Blood
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问题提出？
1. MSCs起源有限，而且异基因 MSCs归巢效率低
2.骨髓MSCs是否受到疾病影响以 及受影响程度
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※起源：骨髓、肌肉、心脏、肝脏、肾脏、真
皮、胰腺、肺脏等
Mackay AM，et al. Tissue Eng, 1998 Pittenger MF, et al. Science, 1999. Wang JS, et al. J Thorac Cardiovasc Surg, Woodbury D, et al. J Neurosci Res, Jiang YH, et al. Nature
干细胞特点：
1，自我更新能力 2，在体外长久培养 3，高度增殖能力 4，在特定条件下能够向多系细胞分化
Meirelles L, Br J Haematol, Deans R & Moseley A, Exp Hematol, Jiang Y, Exp Hematol,
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髓系干细胞 （PSC）
淋巴系干细胞 （PLSC）
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造血干细胞特征性
-占骨髓细胞1%~2% -一些存在于外周血中 -CD34+ -缺乏系特异系列抗原表面标志（ CD3, CD4, CD8 等） -多数细胞处于G0期或静止期
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造血干细胞表面标志
阳性标志 CD34、CD133、CD14、CD45 Scal-1、C-kit、Thy-1
注射取自用染色体标志幼鼠
造血细胞
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脾脏中重新出现造血岛,伴有标识过
细胞
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脾脏中重新出现造血岛,伴有标识过细胞 即供体细胞
注射细胞能在小鼠脾脏中重建一个集落称为脾集落形成 单位 COLONY-FORMING UNIT- SPLEEN (CFU-S)
脾集落生成细胞——多能干细胞（即造血干细胞）
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第三节 造血干/祖细胞及骨髓间质干细胞
全能干细胞
胚胎干细胞
干细胞 多能干细胞 造血干细胞、骨髓间质干细胞、
神经干细胞
专能干细胞
肝干细胞、肠上皮干细胞
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（一）造血干细胞和造血祖细胞
1. 造血干细胞：又称多能干细胞 基础特征：
•很强增殖潜能。 •多向分化能力。 •有自我复制能力。
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Leukemia, leading killer worldwide
leukemia claims 220,000deaths; 300,000 new cases occur;
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Normal Cells
Cancer Cells
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不受限制过分增殖-肿瘤细胞最主要特征 Why and How?
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第一节 造血器官
造血器官(hematopoietic organ) -能够生成并支持造血细胞分化、发育、成熟
组织器官
血细胞起源 -中胚层原始间叶细胞,主要包含骨髓、胸腺、淋巴结、肝
脏和脾脏。
造血细胞 造血(hematopoiesis)
-造血器官生成各种血细胞过程
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Jiang X et al. Blood Krampera M et al. Blood
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间充质干细胞应用前景
1.在治疗创伤性疾病中应用（骨、软骨、 肌肉、肌腱）。
2.构建人工心脏（心肌组织）。 3.烧伤领域（真皮组织）。
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粒-单核系祖细胞（CFU-GM） 巨核系祖细胞（CFU-Meg） 嗜酸性粒细胞祖细胞（CFU-Eo） 嗜碱性粒细胞祖细胞（CFU-Bas）
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（四）间充质干细胞
（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）
※概念：MSCs是起源于胚胎发育早期中胚层
一类多能干细胞
*微血管系统、末梢神经、基质及其分泌细胞因子
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（一）骨髓微血管系统
营养血管 动脉 小动脉 毛细血管
营养、能量等物质交换； 调控血细胞释放； 调整组织内酸碱度、PO2、PCO2
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（二）骨髓基质细胞及其分泌因子
1. 骨髓基质细胞
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三、造血干（祖）细胞
（一）造血干细胞（HSC） 全能干细胞(THSC)（胚胎干细胞,ESC）
多能干细胞
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自我更新
干细胞
活化调整
多向分化
干细胞
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分化细胞
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脾集落形成单位 CFU-S
正常小鼠骨骼和脾脏中造血组织 X线照射杀死全部造血组织
（一）胚胎期造血器官
Blood islands in Yolk sac
Liver (Spleen & lymph nodes) * Developing bones - Red marrow
* In adult marrow disease*, these organs may again be
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（二）出生后造血器官
1. 骨髓造血 红骨髓 黄骨髓
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骨髓 -海绵样、胶状柔软富于血管 造血组织 -存在于长骨骨髓腔及各种 骨骨松质网眼中
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骨骼
红骨髓位于
• 骨盆扁骨 • 脊椎骨 • 头颅 • 肋骨和胸骨
血管生成 – 血岛
成 血管细 胞
造 血 干 细 胞 (HSC)
发育中血细胞
血管内皮
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2. 肝造血期
胚胎第6周~胚胎第7个月 红细胞生成 粒细胞生成 骨髓、脾、胸腺、淋巴结造血
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3、骨髓造血期
红骨髓 红系、粒系、巨核系、淋巴及单核细胞
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基质细胞
胞浆 细胞外基质
-纤维结合蛋白（Fibronectin，Fn） -胶原（Collagens） -层粘连蛋白（Laminin ，Ln） -弹性蛋白（Elastin） -蛋白多糖（Proteoglycans）
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2. 骨髓基质细胞分泌细胞因子 GM-CSF IL 干细胞因子（SCF） 白血病抑制因子（LIF） 转化生长因子β（TGF- β ）
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造血干细胞和祖细胞“龛”
*造血组织本身分化低间叶细胞在取得适宜造血微环境
造血检验的基础理论 “龛”中可分化为造血干细胞或造血祖细胞
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2．造血祖细胞：又称定向干细胞
当前已确认造血祖细胞有： A 红细胞系造血祖细胞. B 粒细胞单核细胞系造血祖细胞. C 巨核细胞系造血祖细胞。
成纤维细胞（Fibroblasts） 内皮细胞（Endothelial cells ） 脂肪细胞（Fat cells） 巨噬细胞（Macrophages）
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脂肪 细胞
红
骨
髓
基质 细胞
网状纤维
血窦
基质 细胞
基质组成
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内皮细胞
Macrophage
巨噬细胞
为祖细胞，极少为造血干细胞。
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即使CD34+细胞不全是造血干细胞，不
过造血干细胞应全部表示CD34分子，所以
经过筛选CD34+细胞最少能够使造血干细
胞得到富集。伴随造血干细胞分化成熟，
CD34表示水平逐步下降，成熟血细胞
（Lin+）不表示CD34。 而最近一些研究
显示，CD34+Lin-造血细胞又起源于CD34-
Lin-。CD34表面标志从无到有，又从有到
无，充分显示了造血干/祖细胞产生、发
造血检验的基础育理论 、分化和成熟全过程。
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造血干细胞分离纯化
多年来，造血干细胞表面标志研究发展丰
富了干细胞分离纯化伎俩。依据造血干细 胞表面标志，可经过免疫细胞化学、流式 细胞仪、分子杂交和PCR等各种细胞生物 学和分子生物学伎俩来检测造血干细胞。 正如上述所提及，现大多依然基于对 CD34+细胞富集来筛选造血干细胞。
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密度梯度离心法分离单个核细胞
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（二）造血祖细胞（HPC）
即定向干细胞 失去自我更新能力 只能朝有限分化方向或一个分化方向进行
细胞增殖活动
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T细胞祖细胞（CFU-TL） B细胞祖细胞（CFU-BL）
红细胞早期（爆式）集落形成单位 （BFU-E）红系祖细胞（CFU-E）
Zhao ZG et al. Bone marrow transplantation
.
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骨髓源间 具 有多向 分化潜能间充质干细胞，它含有广泛分化潜能以及 采集 方便，轻易在体外培养、诱导和扩 增 特点， 已 成 为细胞治疗中最具发展潜力细胞起源之一 ,含 有很大应用价值。