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干细胞知识

造血干细胞最早起源于胚胎时期的(造血干细胞最早起源于胚胎的羊膜血管)

max2023-03-10干细胞知识67

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干细胞移植

分类: 医疗健康 人体常识

问题描述:

什么是干细胞移植?

解析:

造血干细胞移植

人类造血干细胞形态上类似于小淋巴细胞,在骨髓中仅占有核细胞的1%左右。人类造血于细胞来自胚胎期卵黄囊的间皮细胞,是人体内最独特的体细胞群。具有极高的自我外泌体再生抗衰是什么更新、多向分化与重建长期造血的潜能及损伤后自我修复的能力。另外还具有广泛迁移和特异的定向(所谓"归巢")特性,能优先定位种植于适当的微环境(如骨髓等处)内,并以非增殖状态和缺乏系列相关性抗原的方式存在。

造血干细胞移植(HSCT)就是将各种来源的正常造血干细胞在患者接受超剂量化(放)疗后,通过静脉输注移植入受体内,以替代原有的病理性造血干细胞,从而使患者正常的造血及免疫功能得以重建。可应用于系统性红斑狼疮等多种风湿类疾病。造血干细胞移植将对难治性风湿病的根治产生深远的影响。

造血干细胞移植能治疗哪些疾病?

造血干细胞移植(HSCT):泛指将各种来源的正常造血干细胞在患者接受超剂量化(放)疗后,通过静脉输注移植入受体内,以替代原有的病理性造血干细胞,从而使患者正常的造血及免疫功能得以重建。平时所说的”骨髓移植”实际上就是造血干细胞移植。

干细胞是指尚未分化的细胞,存在于早期胚胎、骨髓、脐带、胎盘和部分成年人细胞中,它能够被培育成肌肉、骨骼和神经等人体组织和器官。科学家认为,利用干细胞培育出的组织和器官对治疗癌症和其他干细胞美容怎么操作多种恶性疾病具有重要意义,将为糖尿病患者、早老性痴呆症患者、帕金森氏症患者和脊髓受损患者等带来希望。近年来,干细胞研究成为生物医学领域研究的热点,20世纪90年代以来,造血干细胞移植技术飞速进展,更为安全有效,已成为治愈多种良性、恶性血液病与遗传性疾病的重要手段,治愈的病种还在不断的扩大。

来源:在胚胎发育的过程中,造血干细胞是以卵黄囊全能间叶细胞分化而来的最原始造血细胞。胚胎发育至3—5个月时肝脏和脾脏中含有大量的 HSC。 近年发现脐血中亦含丰富的造血干细胞、其更原始,且免疫原性弱。成人时造血干细胞主要分布在骨髓中,外周血中也有一定量的造血干细胞。

HSC移植最理想的供者是同卵双生子,因为他们之间的遗传物质是完全相同的。他们之间的HSC移植,效果好,排异反应少,但双胞胎毕竟少见。子女的HLA分型来自于父母,如父亲为A和B,母亲为C和D,那么子女有AC、AD、BC、BD四种分型可能,所以同胞间的HLA相配率为25%,因此患者从同胞中寻找供髓者较容易。然而家庭范围正在缩小,绝大多数的患者还是需要非血缘关系的HSC捐献者。适合捐献HSC的年龄为18-45岁,健康要求如同献血,即不能因捐HSC影响捐献者的健康,又不能因接受HSC而使患者增加新的不利因素,重要的是捐献者必须无可血液传播的传染病:如乙型肝炎、丙乙型肝炎等。

造血干细胞移植能治疗哪些疾病? 利用造血干细胞移植治疗的疾病很多.可治疗肿瘤性疾病,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.目前,对造血干细胞的研究又有一些新突破,如对重症天疱疮严重并发症(双侧股骨头无菌性坏死)以及生症肌无力等疾病的患者治疗.

骨髓是什么

骨髓bone marrow是液状柔软的富于血管的造血组织,隶属于结缔组织。存在于长骨骨髓腔及各种骨骨松质的的网眼中。

在胚胎时期和婴幼儿,所有骨髓均有造血功能,由于含有丰富的血液,肉眼观呈红色,故名红骨髓。约从六岁起,长骨骨髓腔内的骨髓逐渐为脂肪组织所代替,变为黄红色且失去了造血功能,叫做黄骨髓。成人的红骨髓仅存于骨松质的网眼内(如图:骨的构造模式图)。

在某些特殊情况下,如严重贫血时,黄骨髓能“见风使舵、摇身一变”,成为具有造血功能的红骨髓。

参考资料:

骨髓和血细胞发生

各种血细胞都有一定的寿命,红细胞的寿命平均约120天,白细胞的寿命为数天、数周或数年。血细胞不断地衰老和死亡,由新生的血细胞不断补充,使外周血循环中血细胞数量和质量保持动态平衡。

人的血细胞最早是在胚胎卵黄囊壁的血岛生成,胚胎第6周,从卵黄囊迁入肝的造血干细胞开始造血,第4~5月脾内造血干细胞增殖分化产生各种血细胞。从胚胎后期至生后终身,骨髓成为主要的造血器官,产生红细胞系、粒细胞系、单核细胞系和巨核细胞-血小板系;这些细胞系称为骨髓成分。脾和淋巴结等淋巴器官以及淋巴组织产生淋巴成分。

(一)骨髓的结构

骨髓位于骨髓腔中,约占体重的4%-6%,是人体最大的造血器官。骨髓分为红骨髓(red bone marrow)和黄骨髓(yellow bone marrow)。胎儿及婴幼儿时期的骨髓都是红骨髓,大约从5岁开始,长骨干的骨髓腔内出现脂肪组织,并随年龄增长而增多,即为黄骨髓。成人的红骨髓和黄骨髓约各占一半。红骨髓主要分布在扁骨、不规则骨和长骨骺端的骨松质中,造血功能活跃。黄骨髓内仅有少量的幼稚血细胞,故仍保持着造血潜能,当机体需要时可转变为红骨髓进行造血。

红骨髓主要由造血组织和血窦构成。

1.造血组织 主要由网状结缔组织和造血细胞组成。网状细胞和网状纤维构成造血组织的网架,网孔中充满不同发育阶段的各种血细胞,以及少量造血干细胞、巨噬细胞、脂肪细胞和间充质细胞等。

目前认为,造血细胞赖以生长发育的内环境也就是造血诱导微环境(hemopoietic inductive microenvironment)极为重要。骨髓造血诱导微环境包括骨髓神经成分、微血管系统及纤维、基质以及各类基质细胞组成的结缔组织成分。基质细胞(stromal cell)是造血微环境中的重要成分,包括有网状细胞、成纤维细胞、血窦内皮细胞、巨噬细胞、脂肪细胞等。一般认为,骨髓基质细胞不仅起支持作用,并且分泌体液因子,调节造血细胞的增殖与分化。发育中的各种血细胞在造血组织中的分布呈现一定规律。幼稚红细胞常位于血窦附近,成群嵌附在巨噬细胞表面,构成幼红细胞岛(erythroblastic islet)(图5-9);随着细胞的发育成熟而贴近并穿过血窦内皮,脱去胞核成为网织红细胞。幼稚粒细胞多远离血窦,当发育至晚幼粒细胞具有运动能力时,则借其变形运动接近并穿入血窦。巨核细胞常常紧靠血窦内皮间隙,将胞质突起伸入窦腔,脱落形成血小板。这种分布状况表明造血组织的不同部位具有不同的微环境造血诱导作用。

2.血窦 由动脉毛细血管分支而成。血窦腔大而迂曲,最终汇入骨髓的中央纵行静脉。血窦形状不规则。窦壁衬贴有孔内皮,内皮基膜不完整,呈断续状。基膜外有扁平多突的周细胞覆盖,当造血功能活跃,血细胞频繁穿过内皮时,覆盖面减小。血窦壁周围和血窦腔内的单核细胞和巨噬细胞,有吞噬清除血流中的异物、细菌和衰老死亡血细胞的功能。

(二)造血干细胞和造血细胞

血细胞发生是造血干细胞经增殖、分化直至成为各种成熟血细胞的过程。造血干细胞(hemoplietic stem cell)是生成各种血细胞的原始细胞,又称多能干细胞(multipotential stem cell)。造血干细胞在一定的微环境和某些因素的调节下,增殖分化为各类血细胞的祖细胞,称造血祖细胞(hemopoietic progenitor),它也是一种相当原始的具有增殖能力的细胞,但已失去多向分化能力,只能向一个或几个血细胞系定向增殖分化,故也称定向干细胞(committed stem cell)。

1.造血干细胞 造血干细胞起源于人胚(受精后第2周末)的卵黄囊血岛;当胚体建立循环后,造血干细胞经血流迁入胚肝。第3~6月的胎儿肝是主要的造血器官,含造血干细胞较多,近年应用分离的胎肝造血细胞治疗再生障碍性贫血等血液病患者。出生后,造血干细胞主要存在于红骨髓,约占骨髓有核细胞的0.5%,其次是脾和淋巴结,外周血中也有极少量。关于造血干细胞的形态结构,至今尚无定论,多数学者认为类似小淋巴细胞,直径7~9μm,胞质内除大量游离核糖体和少量线粒体外,无其他细胞器。

造血干细胞的基本特性是:①有很强潜能,在一定条件下能反复分裂,大量增殖;但在一般生理状态下,多数细胞处于G0期静止状态。②有多向分化能力,在一些因素的作用下能分化形成不同的祖细胞。③有自我复制能力,即细胞分裂后的子代细胞仍具原有特征,故造血干细胞可终身保持恒定的数量。

造血干细胞学说是60年代初提出的,此后为大量实验证实,是血细胞发生学领域的重大成就。造血干细胞最初是用小鼠脾集落生成实验证实的。实验是将小鼠骨髓细胞悬液输给受致死量射线照射的同系小鼠,使后者重新获得造血能力而免于死亡。重建造血的原因是脾内出现许多小结节状造血灶,称为脾集落(spleen colony)。脾集落内含有红细胞系、粒细胞系、巨核细胞系或三者混合存在。如将脾集落细胞分离后再输给另外的致死量射线照射的同系小鼠,仍能发生多个脾集落,并重建造血。脾集落生成数与输入的骨髓细胞数或脾集落细胞数成正比关系,表明骨髓中有一类能重建造血的原始血细胞。为确定一个脾集落的细胞是否起源于同一个原始血细胞,又将移植细胞经照射后出现畸变染色体,以此作为辨认血细胞发生来源的标志。将此种带标志的细胞输给受照射的小鼠,结果发现,每个脾集落中的所有细胞均具有这种相同的畸变染色体,表明每个集落的细胞是来自一个原始血细胞。每个脾集落为一个克隆(clone),称为脾集落生成单位(colony forming unit,CFU-S),它代表一个造血干细胞。近年还发现,造血干细胞中存在不同分化等级的细胞群体,如髓性造血干细胞可分化为红细胞系、粒细胞巨噬细胞系、巨核细胞系造血祖细胞;淋巴造血干细胞可分化为各种淋巴细胞。

人造血干细胞的存在也有一些间接依据。如慢性粒细胞性白血病患者的红细胞系、粒细胞系和巨核细胞系均具有Ph′畸变染色体,由此推测这三种细胞来自共同的干细胞;又如人骨髓细胞体外培养,出现混合性细胞集落,也表明造血干细胞的存在。

2.造血祖细胞 由造血干细胞分化为几种不同的造血祖细胞,它们进而再分别分化为形态可辨认的各种幼稚血细胞。造血祖细胞的增殖能力有限,它们依靠造血干细胞的增殖来补充。造血祖细胞可用体外培养的细胞集落法测定。在不同的集落刺激因子(colony stimulating factor,CSF)作用下,可分别出现不同的血细胞集落,目前已确认的造血祖细胞有:①红细胞系造血祖细胞,必需在红细胞生成素(erythropoietin,EPO,由肾等产生)作用下才能形成红细胞集落,又称红细胞集落生成单位(CFU-E)。②中性粒细胞-巨噬细胞系造血祖细胞,需在粒细胞生成素(granulopoietin,由巨噬细胞产生)作用下形成该种细胞的集落,又称粒细胞巨噬细胞系集落生成单位(CFU-GM)。③巨核细胞系造血祖细胞,需在血小板生成素(thrombopoietin)作用下形成巨核细胞集落,又称巨核细胞系集落生成单位(CFU-M)。其在细胞的造血祖细胞的存在,目前尚无确切实验结果。

(三)血细胞发生过程的形态演变

血细胞的发生是一连续发展过程,各种血细胞的发育大致可分为三个阶段:原始阶段、幼稚阶段(又分早、中、晚三期)和成熟阶段。骨髓涂片检查,是血液病诊断的重要依据。

血细胞发生过程中形态变化的一般规律如下:①胞体由大变小,而巨核细胞的发生则由小变大。②胞核由大变小,红细胞的核最后消失,粒细胞的核由圆形逐渐变成杆状乃至分叶,巨核细胞的核由小变大呈分叶状;核内染色质由细疏逐渐变粗密,核仁由明显渐至消失;核的着色由浅变深。③胞质的量由少逐渐增多,胞质嗜碱性逐渐变弱,但单核细胞和淋巴细胞仍保持嗜碱性;胞质内的特殊结构如红细胞中的血红蛋白、粒细胞中的特殊颗粒均由无到有,并逐渐增多。④细胞分裂能力从有到无,但淋巴细胞仍有很强的潜在分裂能力。

1.红细胞发生 红细胞发生历经原红细胞(Proerythroblast)、早幼红细胞(或称嗜碱性成红细胞,basophilic erthroblast)、中幼红细胞(或称多染性成红细胞,polychromatophilic erythroblast)、晚幼红细胞(或称正成红细胞,normoblast),后者脱去胞核成为网织红细胞,最终成为成熟红细胞。从原红细胞的发育至晚幼红细胞大约需3~4天。巨噬细胞可吞噬晚幼红细胞脱出的胞核和其他代谢产物,并为红细胞的发育提供铁质等营养物。各阶段细胞的一般形态特点见表5-1

表5-1 红细胞发生过程的形态演变

发育阶段和名称 胞体

大小 形状

(μm)

胞核

形状 染色质 核仁核质比

胞 质

嗜碱性 着色血红蛋白 分裂能力

原始阶段 原红细胞

幼早幼红细胞

稚 中幼红细胞

阶 晚幼红细胞

熟 网织红细胞

阶 红细胞

14~22 圆

11~19 圆

10~14 圆

9~12 圆

7~9 圆盘状

7 圆盘状

圆 细粒状 2~3 3/4

圆粗粒状 偶见 1/2

圆 粗块状 消失 约1/2

圆 致密块 消失 更小

强 墨水蓝 无 有

很强墨水蓝 开始出现 有

减弱 嗜多染性 增多 弱

红蓝间染

弱 红 大量 无

微 红 大量 无

无 红 大量 无

2.粒细胞发生 粒细胞发生历经原粒细胞(myeloblast)、早幼粒细胞(又称前髓细胞,promyelocyte)、中幼粒细胞(又称髓细胞,myelocyte)、晚幼粒细胞(又称后髓细胞,metamyelocyte)进而分化为成熟的杆状核和分叶核粒细胞。从原粒细胞增殖分化为晚幼粒细胞大约需4~6天。骨髓内的杆核粒细胞和分叶核粒细胞的贮存量很大,在骨髓停留4~5天后释放入血。若骨髓加速释放,外周血中的粒细胞可骤然增多。各阶段细胞的一般形态特点见表5-2。

3.单核细胞发生 单核细胞的发生经过原单核细胞(monoblast)和幼单核细胞(promonocyte)变为单核细胞。幼单核细胞增殖力很强,约38%的幼单核细胞处于增殖状态,单核细胞在骨髓中的贮存量不及粒细胞多,当机体出现炎症或免疫功能活跃时,幼单核细胞加速分裂增殖,以提供足量的单核细胞。

4.血小板发生 原巨核细胞(megakaryoblast)经幼巨核细胞(promegakaryocyte)发育为巨核细胞,巨核细胞的胞质块脱落成为血小板。原巨核细胞分化为幼巨核细胞,体积变大,胞核常呈肾形,胞质内出现细小颗粒。幼巨核细胞的核经数次分裂,但胞体不分裂,形成巨核细胞。巨核细胞呈不规则形,直径40~70μm,甚至更大,细胞核分叶状。胞质内有许多血小板颗粒,还有许多由滑面内质网形成的网状小管,将胞质分隔成许多小区,每个小区即是一个未来的血小板,内含颗粒。并可见到巨核细胞伸出细长的胞质突起沿着血窦壁伸入窦腔内,其胞质未端膨大脱落即成血小板。每个巨核细胞可生成约2000个血小板。

表5-2 粒细胞发生过程的形态演变

发 育

阶段和名称

胞体

大小 形状

(μm)

胞 核

形状 染色质 核仁 核质

比例

胞 质

嗜碱性 着色 嗜天青 特殊 分裂

颗粒 颗粒 能力

原始阶段 原粒细胞

幼 早幼粒细胞

稚 中幼粒细胞

阶 晚幼粒细胞

熟 杆状核粒细胞

阶 分叶核粒细胞

11-18 圆

13-20 圆

11-16 圆

10-15 圆

10-15 圆

10-15 圆

圆 细网状 2-6 3/4

卵圆 粗网状 偶见 1/2

半圆 网块状 消失 约1/2

肾形 网块状 消失 1/2

带状 粗块状 消失 1/3

分叶 粗块状 消失 更小

强 天蓝 无 无 有

减弱淡蓝 大量 少量 有

弱 浅蓝 少 增多 有

极弱 浅红 少 明显 无

消失 淡红 少 大量 无

消失 淡红 少 大量 无

5.淋巴细胞发生 淋巴细胞的发生较复杂。淋巴细胞有多种亚群,它们既有发生育过程,又可因抗原刺激出现小淋巴细胞母细胞化和单株增殖过程,而且还缺乏常规光镜下可见的分化标志,故很难从形态上严格划分淋巴细胞的发生和分化阶段。以往的光镜形态观察,将淋巴细胞的发生传统地分为原淋巴细胞、幼淋巴细胞和淋巴细胞三个阶段,与近年免疫学研究结果尚无明确的关联(详见免疫系统)。

(北京医科大学 吴江声)

骨髓

红骨髓是造血器官,又是哺乳动物和人培育B细胞的中枢淋巴器官。骨髓的髓细胞中约有10%属于淋巴细胞系,主要为B细胞系的细胞,细胞散在分布,不形成B细胞岛。淋巴干细胞在骨髓的微环境中先形成大的前B细胞(pre-B cell),约经过4~8次分裂成为中等大小的前B细胞,胞质内已开始合成膜抗体分子。细胞再继续分裂变小,成为幼B细胞(immature B cell),细胞膜上已出现膜抗体SIgM。继而再进一步分化成处女型B细胞(virgin B cell),膜上有SIgM和SIgD分子。处女型B细胞经血循环迁至周围淋巴器官骨髓培育B细胞直至终身。骨髓产生的B细胞比胸腺产生的T细胞数量虽较少,但较为恒定,也不因年龄的增长而减少。

造血干细胞最早起源于卵黄囊壁?

造血干细胞(hemopoieticstemcellHSC)是存在于造血组织中的一群原始造血细胞,它不是组织固定细胞,可存在于造血组织及血液中。造血干细胞在人胚胎2周时可出现于卵黄囊,第4周开始转移至胚肝,妊娠5个月后,骨髓开始造血,出生后骨髓成为干细胞的主要来源。

造血干细胞起源于哪个胚层

造血干细胞是一种组织特异性干细胞,由胚胎期卵黄囊的中胚层细胞衍生而来。造血干细胞是各种血细胞与免疫细胞的起源细胞,可以增殖分化成为各种淋巴细胞,浆细胞,红细胞,血小板,单核细胞及各种粒细胞等。

造血干细胞具有不断自我更新与多向分化增殖的能力,造血干细胞数量是稳定的,主要是由于造血干细胞在体内形成造血干细胞池,自我更新与定向分化之间保持动态平衡。

扩展资料:

成人的血液约占体重的十三分之一,相对密度为1.050~1.060,pH值为7.3~7.4,渗透压为313毫米每升。由血浆和血细胞组成。血浆内含血浆蛋白(白蛋白、球蛋白、纤维蛋白原)、脂蛋白等各种营养成分以及无机盐、氧、激素、酶、抗体和细胞代谢产物等。

血细胞有红细胞、白细胞和血小板。机体的生理变化和病理变化往往引起血液成分的改变,所以血液成分的检测有重要的临床意义。ABO血型是人类的主要血型分类,可分为A型、B型、AB型及O型。

参考资料:

百度百科-造血干细胞

百度百科-血液

造血干细胞的主要特征和表面标志

造血干细胞最早产生于胚胎卵黄囊,妊娠4周出现于胚肝;妊娠5个月至出生后,造血干细胞主要来源于骨髓。造血干细胞具有自我更新和分化两种重要潜能,在造血组织微环境中.可增殖分化为各种功能不同的血细胞,因此又称多能造血干细胞。CD34和CD117是人类造血干细胞表面主要标志,应用CD34单克隆抗体可从骨髓、胚肝或脐血中分离、富集造血干细胞。CD117是干细胞因子受体,可识别结合相应干细胞因子,对不同分化阶段干细胞的发育分化具有重要诱导和促进作用。

造血干细胞来历及作用是什么

很多人对于造血干细胞的认知都是泛泛的概念性的,都知道这是人体必不可少的细胞组织,但是在医学角度理解意义就大不相同了,因为现在造血干细胞是可以用来治疗儿童恶性血液病和一些免疫系统疾病的,可以说经过医学技术的发展干细胞移植治疗疾病已经成为临床主要手段。而造血干细胞的三大来源分别为骨髓、外周血、脐带血等等,经过数十年的研究发现脐带血造血干细胞活性要比前两者要强,而且脐带血无论在采集和储存上都是极为便利的,所以使用脐带血造血干细胞移植治疗疾病成为医疗领域主流方向。人们也应该充分认识脐带血的作用和价值,自存脐带血也是一种保障健康的重要方式。那么,今天就来详细了解一下关于“造血干细胞”的发展历程。

 造血干细胞来历及作用是什么?造血干细胞,顾名思义,就是所有血液细胞的祖宗。其实它也是各种免疫细胞的祖宗,可以发育成各种髓细胞和淋巴细胞,同时还具有很强的自我更新能力。

 这是个非常富有神秘色彩的概念,不像大家所想象的那样是个现代词汇,早提出于十八世纪,并引发了生命科学界长达两个多世纪的旷日持久的不懈探索,与人类对血液系统和免疫系统的认识密切相关。早在1774年,休森就提出了“造血细胞起源定位”的问题,认为血细胞起源于淋巴组织;1846年,胚胎学家韦伯和克里克尔证明肝脏是造血的的主要部位;1868年,诺伊曼和比萨彼若分别提出了骨髓是成人造血的重要部位的观点,但直到十九世纪末才得到广泛接受;1898年帕彭海姆采用改良若曼诺斯基染色法,追踪到了原始单个核细胞,并认为这是所有血细胞的共同始祖细胞;1961年,加拿大科学家蒂尔和麦卡洛克发明了著名的脾集落生成单位证实确实存在有一种具有再植和多向分化能力的细胞,即造血干细胞。此后,科学界对造血干细胞的研究不断深入,对它的认识也在不断的加深,因为整个造血调控的机制是多层次复合网络式的,整体的各器官、组织、细胞、分子、亚分子等多层次都有影响造血调控机制的因素,所以,造血干细胞有了现代的新定义:造血干细胞是机体内独特的体细胞群,具有及其高度的自我更新、多向分化、跨系分化与重建长期造血的潜能,以及损伤后再生的能力;此外还具有广泛的迁移和特异性的归巢特性,能优先定位于相应的造血微环境中,并以非增殖状态和缺乏相关抗原的方式存在。

 造血干细胞具有以下这些特点:

 首先,它们必须具备重建造血功能。也就是说,当一个机体完全失去造血功能后,只要还有造血干细胞存在或者有造血干细胞被引入(移植),那么这个机体就有可能恢复造血功能并维持今后的永久性正常造血。(就像中国古代神话中大禹治水时所使用的“息壤”一样,生生不息,永不枯竭。)

其次,造血干细胞有着高度的自我更新自我维持的能力。这个能力有两个方面:一方面,它不能自我扩增(至今没有任何实验证明造血干细胞在正常情况下能够在体内或体外扩增);另一方面,它的子代细胞可以保持造血干细胞的全部特性不变(具体原因我们将在下一节讨论)。99.5%的造血干细胞处于静止状态,不进行DNA的合成和有丝分裂,它们只是静静的待在它们的小环境里,默默的等待着……等待着……

第三,造血干细胞有“回家”的能力,它可以自己找到自己的“家”,也就是适合自己生存的地方,这就是我们所说的“归巢”。就像识途老马一样,永远知道自己可爱的家园在哪里。它们可以从自己的家园里游出,在外周血中“游荡”一圈,再寻找到并进入微环境适宜的“龛”中,并定居其中。

 最后,造血干细胞也没有特异性的形态学特征,也就是说我们不能简单的通过细胞的长相来判断它是否是造血干细胞;也没有特定的表面标志物来确定哪些细胞是造血干细胞,基本上,在实验和应用领域,我们会把特异性高表达CD34的细胞归类于造血干细胞(其实也有少数造血干细胞不表达CD34)。

 造血干细胞来源于发育中的胚胎。

 我们都知道,我们都是由受精卵发育而来的。当受精卵数次分裂开始分化为胚胎和胚外结构的同时,就开始了造血干细胞的分化,它们出现于胚外结构的卵黄囊血岛,外层分化为原始的血管网,内层就分化为早的造血干细胞。在胚胎发育的第15周,胎肝的造血能力逐渐上升,脾脏则在第3个月左右参与造血,胸腺淋巴结也在胚胎的第4个月开始参与造血。

 但实际上造血干细胞多的,还是来源于骨髓。从妊娠第9-12周开始,骨髓就开始发育,到7个月时骨髓腔就充满了富含造血干细胞的红骨髓,从此,骨髓成为主要的造血器官并保持终身。来源于肝脏的造血干细胞经血液循环迁移,栖居于骨髓中,一边维持自身数目与特性的稳定,一边增殖分化,为机体提供源源不绝的血液细胞。

 简单的说,就是:卵黄囊→胚肝→骨髓。

 (307-青藤转化医学中心主任刘兵团队发现小鼠胚胎脑部存在造血干细胞发育位点,并发表于2012年11月2日的《Cell Stem Cell》杂志,题目为《Mouse Embryonic Head as a Site for Hematopoietic Stem Cell Development》)

那么,在骨髓中的造血干细胞又是如何一边维持自己的数目和特点,一边分化增殖为机体提供源源不绝的血液呢?

 有很多种学说,目前占统治地位的是“不对称有丝分裂”。就是说当造血干细胞分裂时,进行的是不对称的有丝分裂,一个子代细胞保持造血干细胞的全部特征不变,而另一个子代细胞则走入继续增殖分化的不归路。这样,造血干细胞就可以在体内可以长期或永久性地重建造血。

 造血干细胞一旦变成早期的造血祖细胞,就立即恢复了对称性的有丝分裂,但自我更新和自我维持的能力也就开始下降,随着造血祖细胞增殖能力的提高,自我更新的能力就越加下降,边增殖边分化,后完全失去自我更新能力。所以造血祖细胞只能在体内短期的重建造血,而不能长期或永久的重建造血。

 造血干细胞可以干什么?

 我们知道,正常人体每天各种血细胞的更新量是非常巨大的,以一个体重70公斤的人计算,每天需要更新十亿个血细胞,其中包括2千万的红细胞、4千万的血小板、7百万的粒细胞以及其他近12个不同系列的血细胞。而这个过程仅靠造血系统内很少量的造血干细胞的自我更新和多向分化以及造血祖细胞的大量扩增就可以完成。人体内的造血细胞每时每刻都必须要进行扩增,才能保障机体的正常生理功能。

 在临床上,造血干细胞移植已经成为一项重要的治疗手段,应用于治疗多种严重疾病中。

 大家都知道骨髓造血干细胞的移植可以用于治疗白血病,新闻里经常会有这样的报道,但是大家知道吗?早进行骨髓移植的却是治疗辐射病。1945年,美国在日本广岛和长崎投下两颗原子弹后,造成大量伤亡,其中有很多都是辐射病,伤者骨髓抑制,失去了自我造血的能力,于是就有人尝试利用骨髓移植的方法来治疗这些病人。因为这些辐射已经摧毁了这些病人的免疫系统,所以得到了异乎寻常的成功。从此,骨髓移植开始成为了一项医学技术,在救死扶伤的第一线为我们人类造福。

 一般情况下,对成人来说造血干细胞主要存在于扁平骨的红骨髓中,一个成人的红骨髓一般总量有3000克。一般会以CD34阳性,也就是大量表达CD34蛋白的造血细胞作为造血干细胞的标志。国际上在这个问题上的共识是,临床标准输入量是20万个细胞每公斤体重。也就是说一个50公斤的人,如果要进行造血干细胞的移植的话,需要1千万个CD34阳性的细胞。

 除了骨髓外,正常人体的外周血中也有着及其少量的造血干细胞,而如果我们用药物使骨髓中的造血干细胞“动“起来,跑到外周血中,我们就可以直接用外周血分选的方法来收集造血干细胞了,一般动员剂会使外周血中的CD34阳性的细胞增加20~30倍。这也是目前造血干细胞移植中常用的方法。

 此外,还有就是脐血。足月的胎儿在分娩时,造血干细胞还处于从胎肝向骨髓转移的过程中,所以在脐血中会含有一定量的造血干细胞,一份100毫升的脐血含CD34+的细胞为40万到200万个,由此可见一份脐血的造血细胞至少需要扩增10~20倍才能符合移植的需求。

 我国等待造血干细胞移植的患者有数百万,仅白血病患者每年就新增4万以上,要成功地进行造血干细胞移植治疗,捐献者与患者之间的HLA型别要相合。如果不合,移植后就会产生严重的移植物抗宿主反应,甚至危及患者的生命。因此,必须建立中国人的造血干细胞捐献者资料库,并且是参加的志愿者越多,库容量越大,患者找到相合捐献者的机会就越多,“生机”就越多。

 HLA分型就像血型,但是比血型要复杂的多。由于不同种族、不同个体的HLA千差万别,必须采用一定的方法对捐献者和患者的HLA型别进行确定,从而选择与患者HLA相配合的捐献者进行移植,这是造血干细胞移植治疗成功的关键。人类非血缘关系的HLA相合率是几百分之一到万分之一,在较为罕见的HLA型别中,相合的几率只有几十万分之一,由于我国独生子女家庭的普遍性,高相合率人群减少,今后移植主要依靠在非血缘关系供者中寻找相合者。

 我们还想用造血干细胞干什么?

 20世纪90年代的几项研究显示,造血干细胞除了具有重建造血和免疫系统的功能以外,在体外经诱导还可以向非血细胞系列分化,随后又有几项研究表明上述研究结果在体内也能得到某些证实。这一系列重大发现对生命科学的基础性研究是具有划时代意义的,对细胞组织工程或干细胞工程研究能解决种子细胞来源问题,临床应用上则对治疗相应脏器功能衰竭以及遗传性疾病具有巨大的潜在价值。

 从1997年开始,各国科学家不断的研究出造血干细胞可以向肝脏细胞、脑的星形胶质和少突胶质细胞、肌肉前体细胞、心肌细胞、毛细血管、以及小动脉中的内皮细胞和平滑肌细胞分化。目前,利用造血干细胞的可塑性进行横向分化的研究正在如火如荼的展开,包括我国在内的各国科学家都在为了这个同样的理想不懈的奋斗着。

 此外,在造血干细胞领域的研究还有另一个热点,就是造血干细胞的体外扩增,这样就可以通过自储微量健康的造血干细胞用于自己的造血移植、成份输血、基因治疗以及细胞组织工程,这在闹“血荒”的当今该有多重要啊!

 血液是维系人体生命运转的的物质,但现在随着国家经济发展所导致的环境污染问题也让无数儿童饱受血液病毒的危害,代表性的就是有白血病、地中海贫血、再生障碍性贫血等等,这些疾病都是严重威胁儿童生命的罪魁祸首。现阶段对于这些血液病的治疗“造血干细胞移植”效果显著的手段,脐带血作为造血干细胞的主要来源大家应该多多了解下,毕竟这关系到未来孩子几十年的生命健康,不想孩子被血液病夺走生命就应该在宝宝出生后自存脐带血。

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