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造血干細胞和造血是內科主治醫(yī)師考試需要了解的知識點,醫(yī)學教育網(wǎng)小編搜集整理了相關資料,便于各位同學復習備考,順利通過考試!
血液系統(tǒng)由血液和造血器官組成。血液由血漿及懸浮在其中的血細胞(紅細胞、白細胞及血小板)組成。出生后主要 造血器官是骨髓,胸腺,脾和淋巴結。
【造血干細胞和造血】
干細胞(stem cell)根據(jù)其分化潛能可分為 全能(totipotent)干細胞,即受精卵(fertilized egg);亞全能(pluripotent)干細胞,即胚胎(embryo)干細胞;胚胎干細胞繼續(xù)分化,形成組織定向的多能(multipotent)干細胞。出生后保留在體內的多能干細胞又稱為成體干細胞(adult stem cell)醫(yī)學、教育網(wǎng)搜集整理。造血干細胞(hemapoietic stem cell,HSC)是一種多能干細胞,是各種血液細胞與免疫細胞的起始細胞。在胚胎9~10天,中胚層開始出現(xiàn)HSC,形成造血位點,以后逐步發(fā)育成卵黃囊中的血島。胚胎成形后進入胎肝造血期,HSC主要 分布在胎肝。臍帶血、胎盤血是胎兒期外周血的一部分,也含有HSC.出生后,骨髓成為主要 的造血器官,造血干細胞作為一種成體干細胞,主要 保留在骨髓。外周血僅含少量HSC.
大部分HSC處于靜止期(G0期),部分進人增殖狀態(tài)。增殖時自我復制與多向分化之間保持動態(tài)平衡。動態(tài)平衡的實現(xiàn),可能與HSC不對稱分裂或細胞因子調節(jié)有關。即干細胞一分為 二時,其一仍保持干細胞自我復制的特性,而另一則具備相對成熟的特性,能向各系細胞分化。這樣,HSC在體內形成數(shù)量和特性穩(wěn)定的HSC池,同時還能分化成各種血細胞。HSC經(jīng)過分化后,其自我復制能力下降,多向分化能力向定向分化發(fā)展,此時多能HSC過渡成為定向干細胞,即祖細胞(progenitor)。一旦干細胞分化為早期祖細胞時,就可以進行對稱性有絲分裂,而大量擴增。祖細胞只能分化成某些細胞,而且自我復制能力減弱,因此只能短期維持造血。長期維持完整造血則依賴具有多向分化能力的HSC.
可以根據(jù)表面抗原的特征 來識別HSC.髓系的祖細胞有CD34、CD33等抗原,淋巴系的祖細胞除CD34外還有CD38和HLA-DR等抗原。多潛能HSC的表面有CD34抗原,但缺乏屬于各系細胞特有的抗原(Lin抗原)?,F(xiàn)在了解到CD34+細胞占骨髓有核細胞的1%,在外周血中大約是0.05%.
骨髓基質細胞、細胞因子及細胞外基質組成了造血微環(huán)境。基質細胞指骨髓中的網(wǎng)狀細胞、內皮細胞、成纖維細胞、巨噬細胞和脂肪細胞。這些細胞產(chǎn)生細胞因子,調節(jié)HSC的增殖與分化,為HSC提供營養(yǎng)和黏附的場所。一般認為分化后期細胞的受體特異性較強,只接受專一的細胞因子作用,如粒系集落刺激因子(G-CSF)促進中性粒細胞分化、成熟。但早期HSC上的細胞因子受體特異性較差,為細胞因子競爭受體創(chuàng)造了條件。如臨床上大劑量使用紅細胞生成素(EPO)時有較多受體與之結合,可使較多的HSC向紅系分化而造成白細胞減少。細胞外基質指骨髓中膠原、蛋白多糖及糖蛋白。膠原形成支架,構筑造血空間。蛋白多糖粘于細胞表面,選擇性結合細胞因子。糖蛋白促進細胞黏附,控制細胞移動。造血干細胞經(jīng)靜脈輸入能很快歸巢(homing)至骨髓,也與其表達各種黏附蛋白有關。
我們通常通過細胞培養(yǎng)的方法來研究HSC.對比較成熟的祖細胞,可以通過觀察集落形成細胞(CFC)來了解。體外半固體培養(yǎng)時可形成粒單系集落形成單位(CFU-GM)、紅系爆式集落形成單位(BFU-E)、紅系集落形成單位(CFU-E)和混合集落形成單位(CFU-Mix或CFU-GEMM)。對于比較早期的祖細胞,體外培養(yǎng)可觀察原始細胞集落形成單位(CFU-blast cell)、高度增殖能力的集落形成細胞(high proliferative potential-CFC,HppCFC)以及長期培養(yǎng)起始細胞(long term culture-initiating cell,LTCIC)??梢酝ㄟ^人HSC在鼠體內脾集落形成單位(CFU-S)或重建造血的異種移植等途徑,來觀察多能HSC的造血功能。