HSC-精品医学课件

外胚层 干 细 胞 内胚层 干 细 胞
中胚层干细胞
间充质干细胞 Mesenchymal Stem Cell ( M S C )
间 充 质(祖) 细 胞 Mesenchymal Cells
(MC)
SH 2 / 3 / 4 (+)
CD 13, 29, 44, 50, 54, 73, 90, 105, 106, 166 (+)
Differences between HSC and HPC
• HSC: unlimited self-renewal ability • HPC: limited self-renewal ability
(HSC,G0 phase)
HSC HSC HPC matured
Molecular marks of HSC
HSC采集
HSC采集
• PBHSCT 1、HSC Mobilization：
① 正常成人PBSC占外周血液单个核细胞的1‰左右，经
适当动员处理可提高至10‰ ;
②动员剂
肿瘤化疗药物：如环磷酰胺、马利兰、 柔红霉素、阿糖胞苷等
造血细胞刺激因子：G-CSF、M-CSF、 GM-CSF、IL-3、IL-6和SCF等
limited self-renewal (secondary colony transplantation)
mHPC and cHPC
cHPC
BFU-E(burst forming unit-erythrocyte) CFU-E (colony forming unit-erythrocyte) CFU-G(colony forming unit-granulocyte)
Accordingly, the self-renewal ability would be limited
mHPC and cHPC
Summary
★ Proliferation: the earlier the HPC is, the stronger proliferative ability it has, the bigger its colony would be. Accordingly, the longer the colony can be seen,the fewer the colony number would be
• 1. Self-renewal (or self-maintenance) • Concept
dormancy(G0 phase)
Proliferation
★1个HSC经过17~19次分裂，
可形成170 000~720 000个成 熟的血细胞
cell cycle
Proliferation differentiation
HSC采集
• HSC Collection:
设备：CS-3000plus; MSC+血细胞分离机； 抗凝剂：枸橼酸／枸橼酸钠／葡萄糖（ACD） 采集量：MNC采集量约2×108/Kg体重，
MNCΒιβλιοθήκη Baidu数约1~2×1010, 血液总体积50~100ml
血细胞分离
HSC保存与运输
• 非冷冻保存:
1、冷藏保存：肝素抗凝,加适量TC199培 养液,4℃保存, 尽早使用,最高期限7天; 超过3天效果较差。
2、培养保存：假如足够营养成分，33 ℃ ~37 ℃孵箱培养保存
HSC 成熟度高，生存期短；
原始程度越高，存活期越长。
HSC保存与运输
• 冷冻保存
1、预处理： ①去脂肪：BMHSC静置或离心去脂肪； ②去红细胞：CS3000，Cobe离心分离； 羟已基淀粉沉淀RBC，洗涤； 淋巴细胞分离液离心分离； ③去T细胞：Mab处理，预防GVHD
鼠植入，外周血长期出现人类髓系和淋巴系细胞，证 实为人类干细胞植入 • 人－绵羊嵌合实验
HCS的检测方法
CFU-S Assay
↖
Hematopoietic Colonies
造血干细胞移植(HSC Transplantation,HSCT)
将富含造血干细胞血液输入经特殊 处理的受体（患者），以期重新建立受 损的造血系统和免疫系统或矫正异常造 血的过程。
CFU-GM(colony forming unit-
granulocyte-macrophage)
CFU-Meg(colony forming unit-
megakaryocyte)
CFU-TL,CFU-BL(T,B-Lymphocyte)
mHPC and cHPC
• Summary
★Differentiation: multiple cell lineage → limited cell lineage → single cell lineage .
22；红系为CD47，59，71；）
人造血干祖细胞的表型 (1)
干细胞
CD 34 + + Thy-1 + + C-kit + AC-133 + + CD 33 － CD 38 － CD 45RO －
祖细 胞
早期
晚期
++
+
+
±
+
+
++
－
+
+
+
+
+
+
人 造 血 干 祖 细 胞 的 表 型 (2)
干细胞
hematopoietic reconstitution immunological reconstitution
HSCT的适应症
• 血液系统恶性肿瘤
• 造血衰竭性疾病：AA，MDS等
• 非血液系统恶性肿瘤
• 其他：放射病，遗传病，自身免疫性疾病, 基因治疗载体;AIDS?等
HSC移植分类
一、根据HSC来源分类
祖细 胞
早期
晚期
Lin:
－
－
++
(G) CD 11, 13, 15, 16
－
－
++
(Mφ) CD 12, 14
－
－
++
(T/ NK) CD 2, 25, 7, 56, 45RA
－
－
++
(B) CD 19, 20, 21, 22, 45RB
－
－
++
(Mk) CD 31, 41, 42, 61, 107
绒毛 体蒂 羊膜囊 上胚层 下胚层 卵黄囊
胚外中胚 层 胚外体腔
绒毛膜
卵黄囊(yolk sac)
• 是位于胚体腹侧包围在卵黄外的具有丰富血管 的膜囊。
• 鸟类卵黄囊随胚体的增长及卵黄的消耗而逐渐 萎缩，最终被吸收，形成小肠的一部分。
• 第5周末人胚胎卵黄囊与原肠断离，逐渐退化， 至第7周成为小于5毫米的小囊，残存于胎盘表 面。
blood cell
Development of HSC
HSC:主要存在于造血组织中，具备分化 为各种血细胞潜能的原始细胞
PHC 造血祖细胞（ hematopoietic Progenitor Cell (HPC)
precursor cell 造血前体细胞 形态可辨
Characteristics of HSC
2 异基因( allogeneic)
3 自体 （autologous）
HSC移植分类
三、根据预处理的方法分类
1 清除骨髓性干细胞移植（MSCT）
Myeloablative stem cell transplatation
2 非清除骨髓性干细胞移植（NSCT） Nonmyeloablative stem cell
1 骨髓移植（BMT） 2 外周血造血干细胞移植（peripheral blood
hematopoietic stem celltransplantation，PBHSCT）
3 脐带血造血干细胞移植（CBHCST） 4 CD34细胞移植（CD34 T）
HSC移植分类
二、根据供者分类
1 同基因(synogeneic)
HSC
HPC
Precursor,matured
blood cells
Multiple
limited
none
Characteristics of HSC
3.其他特征 ★形态学上难于辨认
★高度静止90% -- 99.5%处于G0期
龄”
★高度不均一，存在“年 结构
HPC
multipotential haemetopoietic progenitor cell (mHPC) HPC committed haemetopoietic progenitor cell (cHPC)
transplatation
HSCT的基本过程
HSC采集
• BMHSC
①组织配型： ABO血型；HLA ②术前准备：健康检查；遗传病、传染病筛查 ③自体输血准备：备用自体血600ml~800ml; ④麻醉：连续硬膜外麻 ⑤采骨髓：髂前／后上棘、胸骨穿刺 ⑥保存液：肝素+RPMI1640/TC199
2.multiple differentiation Concept About Differentiation
multiple differentiation
Characteristics of HSC
2.multiple differentiation Characteristics of Differentiation
HSC采集
• HSC Mobilization：
③动员方法：于PBSC单采前5d，皮下注射重组细胞集
落刺激因子，如G-CSF2.5～5.0μg/（kg.d）；采集当 天皮下注射较高剂量重组细胞集落刺激因子（如G-
CSF5μg/kg），直至白细胞总数达20×109/L，血小 板达20×109/L后，静脉推注地塞米松10mg后1-2h 开始单采外周血造血干细胞．一般需单采5-7 次，每次均须计数单个核细胞总数，测定 CD34+细胞百分率
• 人卵黄囊上的胚外中胚层在第3周形成血岛， 是胚胎最早形成血管和血细胞的部位
• 胚胎原始生殖细胞最早也出现于卵黄囊壁，
骨髓与血窦
HSC Niches
HSC Niches
HSC Niches
Development of HSC
胚胎全能干细
胞 ESC）
造血干细胞
骨髓 基 质细 胞
— 成纤维细胞 — 脂肪细胞 — 巨噬细胞 — 内皮细胞 — 网状细胞
HSC保存与运输
• 冷冻保存: 加10%DMSO(防冻剂) 程控降温,降1~2℃/min
-80 ℃
－
－
++
HLA-DR
－
+
++
造血干细胞的检测-
• 至今尚无与体内重建造血法完全吻合的造血干细胞体 外检测法
• 体外用多参数法：CD34+， 38 – ,33–，45RO– • 临床移植成功后供者标志在受者体内维持一年以上为
干细胞植入 • 在NOD-SCID(nonobese diabetic-severe combined immunodeficiency disease)小
Hematopoietic Stem Cell and HSCT
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Hematopoietic Stem Cell (HSC)
• 主要存在于造血器官的、具有自我更新 （self-renewal）和多向分化潜能（multidifferentiation）,能够分化发育为各种外 周血细胞的幼稚细胞。
HSC的起源(yolk sac)
• CD(Cluster of differentiation)（白）细胞分化 抗原，在细胞的不同发育阶段出现
CD34+ HSC CD38-
lineage- (lineage specific antigen,
系别抗原，某个系列细胞共有的 抗原, 如，粒系为CD11，13， 15， 16； B淋巴系为CD19，20，21，
mHPC and cHPC
mHPC
LTC-IC(long-term culture-initiating cell HPP-CFC(high proliferative potential
colony-forming unit)
CFU-mix(3~5 cell lineages)
mHPC more than 3 cell lineages
CD 34, 133, 45, 33, 2, 3, 4, 8, 14, 15, 16, 19, 20, 24
(-)
—成骨细胞 —软骨细胞 —肌腱细胞
—血管平滑肌细胞 —血管外层细胞 —血管内皮细胞
The differentiation and maturation of HSC
HSC
HPC
Precursor Matured
Characteristics of HSC
• 1. Self-renewal (or self-maintenance)
different HSC has different self-renewal abilities
★脾结节连续移植实验 ★ 骨髓连续移植实验 ★体外集落转移分析
Characteristics of HSC