基于单细胞转录组分析的造血微环境研究进展

成体造血干细胞(hematopoietic stem cell,HSC)是一类主要定居于骨髓,具有自我更新和多向分化潜能的成体干细胞.HSC能够源源不断地产生各谱系成熟血细胞以维持造血系统的动态平衡.HSC功能特性的维持不仅依赖细胞本身的内在调控,还受到其所处的造血微环境或造血龛(hematopoietic micro...     

巨核细胞生成调控相关细胞因子及其作用研究进展

造血干细胞分化生成巨核细胞是一个十分复杂的过程,包括造血干细胞动员及其向巨核系祖细胞分化,巨核系祖细胞增殖、分化生成未成熟巨核细胞,巨核细胞的成熟和血小板释放等过程。研究发现,造血干细胞动员及其向各系细胞分化的大部分过程都在一种称为"龛"的结构中进行,多种龛内信号分子参与了造血干细胞的动员和分化调控。该文对造血干细胞龛内参与造血干细胞动员和分化生成巨核细胞的几种重要细胞因子及其调控作用进行综述。     

造血干细胞生物学——研究与展望

造血干细胞（hematopoietic stem cell,HSC）是目前研究方法最为多样、研究技术手段最为成熟的一类组织干细胞,并且已经被成功运用于临床上对白血病以及先天性免疫缺陷等疾病的治疗。近年来,通过对一系列“转基因”与“基因敲除”小鼠模型的分析,人们对造血干细胞在胚胎早期发育过程中的发生与起源、造血干细胞“自我更新”与“定向分化”的调节机制、骨髓中造血干细胞的微环境（niche）对造血干细胞功能维持的调控,以及造血干细胞与白血病干细胞之间的相互关系等诸多方面都取得了很大的进展。如何实现造血干细胞的体外长期培养与扩增,实现胚胎干细胞（embryonic stem cell,ESC）或诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cell,iPS细胞）向造血干细胞进行有效的定向分化,以及探索造血干细胞在病理状态（如癌症、贫血、衰老等）或应激状态下（如炎症与感染、组织损伤、代谢异常等）的功能变化,都将会是今后造血干细胞研究的重要方向。     

骨髓干细胞的可塑性研究进展

成体干细胞在体内特定的微环境或体外人工培养条件下具有极强的可塑性分化潜能,其主要功能是负责组织细胞的生理性更新和病理性修复．骨髓组织中包括产生所有成熟血细胞系的造血干细胞(HSCs)、多潜能成体祖细胞和能分化为骨、软骨、脂肪的间充质干细胞(MSCs),这些细胞时还有向造血和骨髓以外的其他类型的成熟细胞分化如神经、肌肉、皮肤、心、肝、肾、肺等分化的能力．对最近几年国内外关于骨髓干细胞可塑性的实验研究进展作简要综述．     

成体骨髓造血的神经调控

造血干细胞可以重建整个血液和免疫系统,其自我更新和分化等功能的维持受内源微环境和外源信号的调控.神经调节作为调节机体稳态的三大体系之一,对成体造血干细胞和骨髓微环境的调控发挥重要作用.该文结合目前国内外已有的研究成果,对神经系统在造血干细胞功能调控和造血稳态维持中的作用进行综述.     

骨髓微环境对造血干细胞静息的调节机制

自我更新、多向分化和静息状态是造血干细胞的重要特征,其中静息状态的维持是维持造血干细胞数量及造血干细胞池稳定的重要机制。骨髓微环境是造血干细胞定居的场所,是维持造血干细胞静息必要的土壤,尤其是成骨细胞微环境可通过多种跨膜分子信号通路、黏附分子等调节造血干细胞的静息。造血干细胞静息关系到造血干细胞自我更新的平衡,其失衡与白血病的发生及白血病干细胞的干性维持相关。该文通过总结近几年最新研究进展并结合作者实验室的研究成果,对介导骨髓微环境调节造血干细胞静息的主要分子机制作一综述。     

小鼠胚胎黄囊中的造血干细胞

本文比较了卵黄囊造血干细胞与胎儿的肝、脐血管和成人骨髓中的造血干细胞之间的区别,揭示了卵黄囊造血干细胞向各系细胞分化的过程,以及细胞因子、卵黄囊内皮细胞对其增殖,分化的影响。卵黄囊造血干细胞有很强的增殖,分化能力,且不表达组织相容性复合体抗原,故可运用该细胞促进机体造血功能的恢复。     

造血微环境细胞组成及功能的研究进展

造血微环境是造血干细胞(HSCs)居住的场所,对于维持HSCs自我更新、分化与稳态有着重要的调控作用。伴随着胚胎发育,造血主要分为卵黄囊造血、主动脉-性腺-中肾造血、胎肝造血及骨髓造血4个时期,因而研究造血发育时期的微环境对体外HSCs的扩增及诱导分化有着重要的指导意义。现对4个造血时期的造血微环境细胞组成及功能进行综述,阐明不同时期造血微环境调控作用的异同,为实现HSCs在体外的扩增与分化打下基础。     

造血微环境研究进展与发展方向

造血干细胞(HSC)是发现最早、在临床被广泛应用并一直起着范式作用的一类重要的成体组织干细胞,一直被认为处于造血级联的顶端,通过维持自身的自我更新并逐级向下分化成熟,为机体源源不断地提供各种成熟的血细胞.过去数十年的研究已证实,HSC的功能特性不仅受到内在因素的调控,也有赖于外在环境的支持和滋养,即造血微环境(niche),从而共同组建成HSC功能的生理调控网络.近年来,随着研究手段和技术方法的不断创新,对造血微环境的成分及调控又有了更多新的认识.本文对造血微环境的最新研究进展进行综述.     

胚胎干细胞向血液干细胞定向分化的研究进展

骨髓移植是目前治疗恶性白血病以及遗传性血液病最有效的方法之一。但是HLA相匹配的骨髓捐献者严重短缺,骨髓造血干细胞（hematopoietic stem cells,HSCs）体外培养困难,在体外修复患者骨髓造血干细胞技术不成熟,这些都大大限制了骨髓移植在临床上的应用。多能性胚胎干细胞（embryonic stem cells,ESCs）具有自我更新能力,在合适的培养条件下分化形成各种血系细胞,是造血干细胞的另一来源。在过去的二十多年里,血发生的研究是干细胞生物学中最为活跃的领域之一。小鼠及人的胚胎干细胞方面的研究最近取得了重大进展。这篇综述总结了近年来从胚胎干细胞获得造血干细胞的成就,以及在安全和技术上的障碍。胚胎干细胞诱导生成可移植性血干细胞的研究能够使我们更好地了解正常和异常造血发生的机制,同时也为造血干细胞的临床应用提供理论和实验依据。     

生长因子对骨髓间充质干细胞增殖、分化的影响

骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stemcell,BMSC)是骨髓基质细胞的重要组成部分,由于其不但能与其他细胞一起支持造血干细胞造血,而且还具有较强的增殖功能及多向分化潜能,在一定诱导因素下可定向分化成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞等,近年来已成为生物学和医学的研究热点。本文简要介绍了不同生长因子如血管内皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、转化生长因子-β等对BMSC增殖、分化的影响。     

ROS与造血干细胞损伤研究进展

辐射可以通过引起造血干细胞（hematopoietic stem cell,HSC）内活性氧（reactive oxygen species,ROS）系统水平升高导致HSC损伤。HSC损伤患者出现难治性血液系统疾病,严重影响患者生存质量,甚至威胁患者生命。ROS可以通过多种机制引起组织、器官和细胞损伤。ROS的来源包括：线粒体、NOX（NADPH oxidases）、细胞色素P450酶、黄嘌呤氧化酶、非偶联NO合酶。已证实HSC内ROS来源于NOX。ROS升高后影响HSC在成骨细胞微环境定位,导致HSC与微环境相互作用减弱,从而影响HSC功能。此外,ROS升高后通过激活P38MAPK-P16Ink4途径,损伤HSC自我更新能力,并且使HSC定向分化产生更多的髓系克隆而不是红细胞系克隆;P13K—Akt-mTOR途径可能也是ROS诱导HSC损伤途径。ROS对细胞周期影响为：促使HSC离开G0期进入细胞周期,导致干细胞池的耗尽。基于NOX在氧化还原信号传递过程中的重要作用,证实辐射通过NOX产生的ROS以及鉴定产生ROS的NOX亚型,这一工作会为临床靶向治疗辐射诱发的血液系统疾病提供重要的价值。     

间充质干细胞在造血干细胞移植中的应用

间充质干细胞(MSCs)是一种具有自我更新和多向分化潜能的成体干细胞,存在于骨髓、脂肪组织、脐血及多种胎儿组织.它可分泌多种细胞因子及生长因子,促进造血干细胞(HSC)的增殖与分化.MSCs还具有免疫调节、抗炎和组织修复作用,可减轻移植物抗宿主病(GVHD)及其他移植相关并发症.     

胚胎造血过程中的成血管血液干细胞

在胚胎发育过程中,血细胞和内皮细胞共同产生于特定时间和地点的中胚层间质细胞。利用多种体内外方法证明,导致中胚层决定和分化形成造血细胞和内皮细胞的祖细胞就是成血管血液干细胞。本文就体内内皮祖细胞和造血干细胞标记的追踪,体外胚胎干细胞向造血和内皮细胞的决定与分化,影响成血管血液干细胞的关键转录因子等方面,综述了近年来成血管血液干细胞存在的证据、诱导发生、影响因素和多分化潜能,以及未来研究的前景。     

调控软骨形成的信号通路及相关因子在骨髓间充质干细胞骨向分化中的作用*

骨髓间充质干细胞是一类具有自我复制和多向分化潜能的成体干细胞,可以通过定向诱导分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等,是目前骨再生医学和细胞治疗研究最多的理想种子细胞。在骨缺损的修复过程中,骨髓间充质干细胞内成软骨相关基因表达升高进而分化为软骨细胞,后期随着成骨细胞和破骨细胞的形成及血管长入,软骨基质逐步降解并被骨基质所替换。软骨细胞参与了骨缺损前期的修复过程,调控软骨形成的信号通路及相关因子不仅调控骨髓间充质干细胞成软骨细胞分化,同时在成骨细胞分化过程中也发挥着重要的作用。对调控软骨形成的信号通路及相关因子在骨髓间充质干细胞骨向分化中的调控作用和研究现状进行了总结,以期为临床寻找更好的治疗骨缺损的方法提供理论依据和研究方向。     

骨髓动员对骨髓造血干细胞在心肌梗死后心脏中定植及分化的影响

目的观察小鼠心肌梗死后骨髓造血干细胞在心脏内的分化及细胞因子的影响。方法C57/BL6小鼠60只分为骨髓动员组和对照组,先后行脾切除、骨髓移植（骨髓供体为增强绿色荧光蛋白转基因小鼠）、骨髓动员及建立心肌梗死模型。心肌梗死后3周将小鼠心脏取出并切片行组织学及激光共聚焦显微镜免疫荧光检查。结果骨髓动员可以增加EGFP阳性细胞在心脏中梗死区和边缘区的定植,但绝大多数EGFP阳性细胞都同时表达CD45。仅发现有极少数骨髓来源的心肌细胞、成纤维细胞及血管内皮细胞,且与骨髓动员无相关性。结论骨髓动员能够明显促进骨髓来源细胞定植入小鼠心脏的梗死区;极少数骨髓造血干细胞可以分化为心肌细胞,其数量远不足以修复梗死心肌及改善心功能;骨髓造血干细胞不参与梗死区疤痕形成的病理过程。     

骨髓造血干细胞微环境

近来成体干细胞的研究进展为许多重大疾病的治疗带来了新的希望.造血干细胞 (hematopoietic stem cells, HSCs)是迄今认识到的最为典型的成体干细胞, 骨髓是干细胞研究的主要组织, 许多成体干细胞的概念及其基本特征源于对骨髓中造血干细胞的研究.近年来的重要进展之一是微环境对HSCs的调节功能, 干细胞微环境有准确的解剖学定位, 也是一个生理功能的基本单位, 整合介导机体对干细胞需求的反应信号, 从而调节干细胞的数量和命运.在病理条件下, 微环境仍然调节干细胞的功能, 因此对造血微环境的认识已成为干细胞研究的中心内容.现对骨髓造血干细胞微环境的组成、信号及修饰的研究进展进行综述, 为深入研究干细胞微环境的结构和功能提供背景资料.     

Exonuclease-1缺失延缓端粒酶缺失小鼠造血微环境的衰老

目的研究Exo-1对端粒酶缺失小鼠造血微环境衰老的影响。方法以端粒酶基因敲除小鼠（Terc-/-）和Exo-1基因敲除小鼠（Exo-1-/-）杂交,并进一步互交产生第三代端粒酶基因敲除小鼠（G3Terc-/-）以及第三代Terc和Exo-1双基因敲除小鼠（G3Terc-/-Exo-1-/-）。以CD45.1野生型小鼠的骨髓细胞为供体,以2月龄G3Terc-/-或G3Terc-/-Exo-1-/-小鼠为受体,进行骨髓移植。在受体小鼠9月龄时,取骨髓、脾脏、胸腺、外周血等组织器官的细胞进行流式分析,研究G3Terc-/-和G3Terc-/-Exo-1-/-受体小鼠中的野生型供体来源的造血干细胞的发育分化。结果同G3Terc-/-小鼠相比,G3Terc-/-Exo-1-/-双基因敲除受体小鼠骨髓中野生型供体来源的B220＋细胞比例升高,前体B细胞的比例也明显升高;脾脏B220＋细胞的比例明显升高;胸腺发育正常;外周血中B220＋细胞比例升高。结论 Exo-1缺失延缓了端粒酶基因敲除小鼠造血系统微环境的衰老,从而逆转了端粒功能障碍引起的骨髓造血干细胞发育分化异常。     

软骨寡聚基质蛋白过表达对BMP-2诱导骨髓间充质干细胞分化的影响

目的：研究软骨寡聚基质蛋白（cartilage oligomeric matrix protein,COMP）过表达对BMP-2诱导骨髓间充质干细胞成骨及成软骨分化的影响。方法：BMP-2诱导骨髓间充质干细胞分化,通过脂质体转染含人COMP基因的质粒使骨髓间充质干细胞过表达COMP,采用实时定量PCR和Western blotting分析COMP基因过表达、成骨相关基因Ⅰ型胶原、RUNX2、骨钙蛋白以及成软骨相关基因Ⅱ型胶原、SOX9、蛋白聚糖、X型胶原的表达变化;通过茜素红染色观察成骨终末阶段矿化结节的生成情况,阿利新蓝染色观察细胞基质蛋白多糖的合成情况。结果：质粒转染后骨髓间充质干细胞COMP基因蛋白和mRNA表达水平显著提高（P<0.05）。COMP基因过表达后,成骨标记基因RUNX2、Ⅰ型胶原（Col1a1）mRNA水平均显著低于对照组（P<0.05）,RUNX2、骨钙蛋白（Osteocalcin）蛋白表达水平明显低于对照组（P<0.05）,而成软骨标记基因SOX9、蛋白聚糖（Aggrecan）mRNA水平均显著高于对照组（P<0.05）,SOX9、Ⅱ型胶原（Col2a1）蛋白表达均明显多于对照组（P<0.05）。细胞成骨茜素红染色弱于对照组,而阿利新蓝染色强于对照组。过表达组细胞X型胶原（Col10a1）基因表达显著低于对照组（P<0.05）,结论：骨髓间充质干细胞COMP基因过表达可抑制BMP-2诱导其成骨分化,促进骨髓间充质干细胞成软骨分化,并抑制软骨细胞的成熟肥大,为软骨组织工程研究提供新的方向。