造血干细胞的研究现状
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造血干细胞的研究现状
造血干细胞的研究现状简介
造血干细胞(Hematopoietic Stem Cell ,HSC)是一种成体干细胞,是具有高度自我更新能力和多向分化潜能的造血前体细胞,属于多能干细胞。造血干细胞主要来源于三个渠道: 骨髓、外周血和脐带血。一般可将血细胞的生成过程划分为三个阶段: 造血干细胞、造血祖细胞和在形态上可以辨认的各种幼稚血细胞。造血干细胞采用不对称的分裂方式,平均每57 天分裂一次。它一方面可以再生,另一方面可以分化成髓红系干细胞和淋巴系干细胞,后两者又能分别分化成红细胞、巨核细胞、淋巴细胞、树突状细胞、NK细胞、粒细胞等一系列血细胞。造血系统不同阶段受不同基因表达调控,造血分化也受到若干个随机细胞因子的调控。
造血干细胞的生物学特征?:(一)自我更新和自我维持能力: 正常情况下,造血干细胞经过不对称有丝分裂形成两个子代细胞,其中一个仍保持造血干细胞的全部特征,这称为造血干细胞的自我更新或自我维持。自我更新使造血干细胞的数量和质量维持不变。另一个子细胞在有丝分裂过程中特征发生改变,逐渐走向分化的途径,维持循环的各种血细胞的数量。(二)高度增殖潜能: 在骨髓中,造血干细胞大约仅占骨髓0.05%,且大多数处于G0期。由于放、化疗造成造血细胞明显减少或在某些动员剂的作用下,造血干细胞能大量分裂,从而有更多的造血干细胞进入分裂周期。(三)多向分化潜能: 造血干细胞不仅能分化为各系统的血细胞系,还具有可塑性,可向某些非造血细胞转化,如神经细胞、骨骼肌细胞、肝脏细胞、血管内皮细胞以及多种组织的上皮细胞等。造血干细胞的表面标志主要有
CD34抗原、
CD38抗原、CD90抗原、CD117抗原、Sca1抗原和AC133抗原等,其中CD34是分离纯化造血干细胞的主要标志。利用这些表面标志,可将造血干细胞从造血组织中分离出来,进行研究。
对于不同种类的造血干细胞,分离纯化保存的技术也有所差异。首先要在无菌条件下在外周血、骨髓和脐血中采集造血干细胞,然后进行密度梯度离心,对单个核细胞分离,还要对CD34细胞分离,常用的方法有免疫磁珠法和流式细胞术等。近20 年来建立的造血干细胞的分选方法主要有FACS、组织培养瓶铺展贴壁、亲和吸附等,但都存在纯度不高、技术要求高、仪器设备昂贵、影响细胞活力、易于污染等不足。目前最主要的分离方式还是免疫磁珠分离法,具有简单易行、分选效率高、纯度高等优点。免疫磁珠是一种包被有单克隆抗体的磁性微粒,它可特异性地与靶物质(细胞、蛋白质、DNA和细菌等)结合,使之具有磁顺应性,继而在外加磁场的作用下被滞留,从而与其他成分分离?。
分离出造血干细胞后,还要对其进行鉴定。在人类,CD34阳性细胞群具有长期造血重建能力,推测绝大部分造血干细胞应为CD34阳性。由于CD34抗原在造血祖细胞上也有表达,故常以一些在干细胞为阴性表达的抗原(如HLA-DR,CD38等),对CD34 阳性细胞群进行再分类,以识别出其中的造血干细胞。常用的造血干细胞检测方法有: 脾克隆形成法、外克隆形成法、长期培养启动细胞检测法、移植实验法、流式细胞测量法等等?。
造血干细胞的冻存具有重要意义,可以减少传代次数,节省人力物力,储备细胞资源。对不同来源的造血干细胞,要采用不同的冻存方法?。常见的冷冻保护剂有二甲基亚砜(DMSO、)甘油、乙二醇、甲醇、乙酰胺等。对于骨髓干细胞,冻存速度以1?/min 为好,若太快则会造成细胞死亡,也可加入少量白蛋白。外周血造血干细胞采用分段降温,或用超速法。脐血造血干细胞与外周血类似。
造血干细胞的体外扩增和诱导分化具有重要意义。常见的体外扩增培养体系有基质支持的培养体系、无基质悬浮和持续灌注式生物反应器。其中,基质支持的培养体系是在体外模拟骨髓造血微环境,存在的问题主要有: 用自体基质细胞,患者自身基质受损,支持造血细胞增殖能力下降; 用异体基质细胞,难免混于收获的造血细胞中,影响移植成功。无基质悬浮培养体系是在培养基中加入外源性重组造血生长因子,但由于缺乏微环境支持,会影响扩增的造血细胞维持永久植活的能力。灌注培养是目前研究热点之一,其特点是不断增加
新鲜培养基以及不断抽走细胞代谢废物的消耗培养基,使细胞得以在一个相对稳定的生长环境内增殖,从而大大提高细胞密度。
造血生长因子(HGF)也是体外扩增的研究重点。HGF是造血细胞增殖分化的重要
调节因子。常见的造血生长因子有:SCF(干细胞因子)、IL-1 、IL-3 、IL-6(白细胞介素)、TPO(血小板生成素)CSF(集落刺激因子)等。但这些因子组合在扩增造血细胞的同时,也明显加速了造血干细胞的分化。扩增后的造血干(祖)细胞可用于支持治疗和免疫治疗,如用于移植后的全血细胞缺乏期回输,可降低死亡率;T 细胞输注可缓解移植后白血病的复发; 激活T 细胞、LAK细胞、NK细胞,可诱导非特异性免疫治疗。但这些临床应用及其有限,基本处于临床研究阶段,主要问题有: 扩增后的干细胞再植能力下降,脐血扩增后短期重建能力降低,植活时间明显延长,不能长期植入等等。
造血干细胞作为血细胞的“种子”,可通过移植使有关疾病得到治疗。例如血液系统恶性肿瘤、其他实体瘤、免疫系统疾病,都可以通过造血干细胞移植,使正常的造血干细胞代替原有的病理性造血干细胞,造血及免疫功能得以重建。由于异体移植会造成排斥反应,目前自体造血干细胞移植(ASCT)已广泛应用于化疗敏感的恶性淋巴瘤的治疗,并取得显著的疗效。外周血干细胞移植由于不用麻醉,费用较低,容易为患者所接受?。另外,在治疗自身免疫性疾病方面,如类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、多发性硬化症、?型糖尿病等,在给予大剂量免疫抑制剂治疗后实行自体干细胞移植,已成为当前研究的热点?。参考文献:
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佛学经典励志语录,
一、人之所以痛苦,在于追求错误的东西。
二、与其说是别人让你痛苦,不如说自己的修养不够。
三、如果你不给自己烦恼,别人也永远不可能给你烦恼。因为你自己的内心,你放不下。
四、好好的管教你自己,不要管别人。
五、不宽恕众生,不原谅众生,是苦了你自己。
六、别说别人可怜,自己更可怜,自己修行又如何?自己又懂得人生多少? 八、福报不
够的人,就会常常听到是非; 福报够的人,从来就没听到过是非。九、修行是点滴的工夫。
十、在顺境中修行,永远不能成佛。十一、你永远要感谢给你逆境的众生。十五、当你快乐时,你要想,这快乐不是永恒的。当你痛苦时你要想这痛苦也不是永恒的。
十六、认识自己,降伏自己,改变自己,才能改变别人。十八、你可以拥有爱,但不要执著,因为分离是必然的。十九、不要浪费你的生命在你一定会后悔的地方上。
二十、你什么时候放下,什么时候就没有烦恼。
二一、内心没有分别心,就是真正的苦行。
二二、永远不去只看众生的过错。你只看众生的过错,你永远污染你自己。
二五、每一种创伤,都是一种成熟。