人骨髓体外培养中贴壁细胞层的形态分析

骨髓细胞体外培养是为体外造血研究建立一个模型。根据近年来国外学者研究小鼠骨髓细胞培养,和我们自己对人骨髓细胞培养的经验,认为初步建立起贴壁细胞层是很重要的。因为体内造血器官中由间质组成的造血微环境,是造血干细胞生存和活动的基地。在体外培养研究中,贴壁细胞层的形成能在一定程度上起到体内造血微环境的作用。贴壁细胞层的主要成分是由成纤维细胞、巨噬细胞、上皮样细胞、脂肪细胞以及未分化细胞和少数分类不明的细胞组成。从数量上看,成纤维细胞和巨噬细胞占多数;在组织结构上是以成纤维细胞为支架,把各种细胞连接融合在一起,形成重叠的细胞层。依赖这种贴壁细胞层作为体外造血的“微环境”,可使造血干细胞存活较长时间,尤其对粒系统的增殖和分化更为适宜。贴壁细胞层除了在结构上有利于造血干细胞的生存外,其中巨噬细胞可能产生某些活性物质,调节造血干细胞的活动。     

豚鼠骨髓细胞在体内扩散盒培养条件下的增殖和分化

我们研究了豚鼠骨髓细胞在体内扩散盒培养条件下的生长特性。骨髓细胞悬液在体内扩散盒培养中,细胞处于增殖活动,培养后第5天,收集的有核细胞量或增殖性粒系细胞量与最初种入的骨髓有核细胞量之间呈比例关系。骨髓细胞在体内扩散盒血浆凝块培养中,逐渐生成由红系细胞组成的细胞团(CFU-E、BFU-E)和由粒系细胞组成的细胞团(CFU-C)。培养后第7天,CFU-E 和 CFU-C 的生成量分别与种入的骨髓有核细胞量之间呈正比关系。应用体内扩散盒血浆凝块培养技术测定了整体照射条件下豚鼠骨髓CFU-C 和 CFU-E 的辐射敏感性,它们的 D_0值分别为84.2和67.6拉德。     

人胎肝基质细胞培养上清液中造血生长因子的分析

采用人胎肝造血基质细胞的体外液体培养技术,结合造血干细胞和祖细胞的体外测试方法,研究了造血基质细胞所释放的造血生长因子与造血干细胞和祖细胞之间的相互作用。结果表明,在适宜的条件下,人胎肝造血基质细胞可在体外传代培养达100d之久。培养过程中,对不同时间收集的培养上清液进行测试的结果表明,这些贴壁细胞可以不断地释放多种造血活性物质。在100d培养过程中,上清液中始终都可以检出CFU-S增殖刺激物活性。培养第24天的上清液中还可检出BPF和GM-CSF活性。这些造血活性物质对CFU-S的生理状态和祖细胞的增殖与分化有着深刻的影响。但是在培养上清液中未检出IL-3样活性物质。     

骨髓基质支持造血功能观察

正常人和小鼠骨髓细胞体外平皿液体培养中形成的贴壁细胞层,具有骨髓基质成分和功能,在此贴壁细胞层或基质层上,培养粒系祖细胞 CFU-C(Colony Forming Unit-Culture),以不带基质层的 CFU-C 为对照(100%)。结果第一周基质层上 CFU-C 为对照51.07±3.54%(人)和27.30±4.68%(鼠);第二周者则与对照相近;笫三周之 CFU-C 则上升达150.70±17.63%(人)与146.89±10.01%(鼠)。示基质层对 CFU-C 的增殖分化,在1～3周呈先抑制后刺激的效应。并观察了10例用山莨菪碱治疗的再生障碍性贫血患者之骨髓三周基质层,对正常骨髓CFU-C 影响。治疗前4例,基质层上 CFU-C 较对照<80%,示有抑制作用。此4例均治疗有效。其中2例复查,抑制作用消失。其余6例,其基质层上 CFU-C,均较对照>80%,仅1例用山莨菪碱治疗有效。这种基质层上培养 CFU-C 的方法,可用于实验或临床,研究骨髓基质支持造血的功能。     

造血干细胞辐射敏感性的比较

本文研究了在体内外照射条件下小鼠骨髓多向性造血干细胞(CFU-S)和粒系定向千细胞(CFU-C)的辐射敏感性。它们的 D_0值分别为103.4拉德和173.7拉德,反映了CFU-S 和 CFU-C 是两类在性质上不全相同的干细胞群。在目前尚未建立起除啮齿类动物以外的多向性造血干细胞测定技术的情况下,我们应用体外琼脂培养技术,比较了在体外照射条件下狗与小鼠骨髓 CFU-C 的辐射敏感性,它们的 D_0值分别为58.6拉德和190.2拉德,反映了两者在辐射敏感性上存在着明显的差异,为阐明不同种属动物的不同辐射耐受性提供了一个根据。联系到 AET 具有降低造血干细胞辐射敏感性以及提高动物的辐射耐受性的事实,进一步论证了在造血型放射病的发生和发展中,造血干细胞的损伤和修复是起着重要作用的。     

造血干细胞与免疫活性细胞的沉降特性

应用 Simonsen 的脾指数测定方法以及体内生成脾结节和体外琼脂培养方法,分别研究了小鼠脾脏和外周血中造血干细胞和免疫活性细胞在自然沉降条件下的沉降特性。在小鼠脾脏细胞的沉降试验中,CFU-S 的沉降速度为4.50毫米/小时,CFU-C 的沉降速度为6.69毫米/小时,脾指数阳性细胞的沉降速度为3.57毫米/小时。在小鼠外周血白细胞的沉降试验中,CFU-S 的沉降速度为4.96毫米/小时,脾指数阳性细胞的沉降速度为5.12毫米/小时。上述沉降试验表明,造血干细胞与免疫活性细胞有不同的沉降速度和分布特性,因此,有可能通过自然沉降,在一定程度上分开这两类细胞,其中,粒系定向造血干细胞(CFU-C)的沉降速度要高于多向性造血干细胞(CFU-S),因而,在沉降分离中 CFU-C 与免疫活性细胞可以得到较高程度的分离。从造血细胞中分离免疫活性 细胞是当前造血干细胞移植中的重要研究课题。本文对于应用速度沉降装置分离免疫活性细胞、减轻造血细胞移植中的移植物抗宿主反应(GVHR)的前景作了讨论。     

小鼠骨髓造血干细胞(CFU-S、CFU-C)的性质和功能研究

应用细胞速度沉降装置测定了小鼠骨髓 CFU-S 和 CFU-C 的沉降速度,它们分别为4.67和6.13mm/小时。将分离后具有不同 CFU-S 和 CFU-C 浓集程度的组分输入受750拉德γ射线照射的受体小鼠,观察促进照射动物造血恢复的效果。结果证明,富于CFU-S 组分促进造血的潜力远远超过 CFU-C 组分。根据小鼠骨髓 CFU-S 和 CFU-C的细胞大小和生理功能的差别,支持它们是造血干细胞池中两类不同干细胞群的观点。     

豚鼠骨髓巨核细胞集落(CFU-M)和粒细胞集落(CFU-C)的特性

小鼠胸腺细胞条件培养基可促进豚鼠骨髓造血祖细胞在体外琼脂和血浆凝块培养基中形成 CFU-M 和 CFU-C。培养基中种入1×10~4—2×10~5个骨髓有核细胞,在培养7天后 CFU-M 和 CFU-C 形成的数量与种入的骨髓细胞数之间呈线性关系。CFU-M 和 CFU-C 的祖细胞具有很高的辐射敏感性,骨髓细胞体外接受~(60)钴γ线照射后 CFU-M 的计数呈指数下降,其D_0值为92拉德与 CFU-C(D_0=88拉德)相近似。     

狗骨髓长期培养的贴壁层细胞及条件培养液对粒系祖细胞的影响

本文报告狗骨髓长期培养的初步研究结果。采用马血清与狗血清混合加入培养体系中,可建立起比较稳定的贴壁细胞层,可以维持19周以上。但是,这种贴壁层不能有效地维持造血干细胞的增殖与分化,上清液中血细胞与GM-CFU_C的数目,在第二次接种骨髓后2—3周即迅速下降。狗骨髓培养的条件液中存在着抑制GM-CFU_C生长的物质,但它对小鼠骨髓GM-CFU_C和CFU-S无影响。如以贴壁细胞作为底层,用双层琼脂平皿培养法与正常狗骨髓共同培养,发现贴壁细胞不仅没有抑制反而有加强CSF刺激GM-CFU_C生长的作用。因此对狗骨髓长期培养体系不能长期支持造血干细胞生长和繁殖的可能原因尚须作进一步探索。     

小鼠胎肝和骨髓造血基质细胞贴壁层对红系祖细胞生长的影响

本实验以Dexter培养体系作小鼠胎肝和骨髓造血基质细胞贴壁培养。在所获的基质细胞贴壁层上作红系造血祖细胞集落培养,观察两种来源造血基质细胞对红系集落生长的影响。实验结果表明,胎肝造血基质细胞贴壁层能明显促进早期红系造血祖细胞(BFU-E)形成集落,却不明显影响晚期红系造血祖细胞(CFU-E)的生长。成年小鼠骨髓造血基质细胞贴壁层对BFU-E和CFU-E均有刺激生长的作用;但对前者生长的刺激性影响较胎肝造血基质细胞贴壁层为弱。造血基质细胞贴壁层对红系集落生长的促进作用主要是通过体液因子实现的,细胞间短距离调节的影响亦不能除外。     

人骨髓细胞在扩散盒血浆凝块培养中增殖和分化的特点

人骨髓细胞在体内扩散盒血浆凝块培养条件下可生成以红系细胞团(CFU-E,BFU-E)为主,伴有其它各种类型细胞团(CFU-MIX,CFU-C,CFU-m,CFU-Eo)分化的模式。培养8—10天后,CFU-E 和 CFU-C 的生成数量分别与种入的骨髓有核细胞数呈正比关系;培养8—16天期间,出现粒系与红系混合型细胞团,这种混合型细胞团可能起源于多向性造血千细胞。在多次培养中也出现嗜酸细胞团,但产生这种细胞团的机遇并不恒定。对于扩散盒血浆凝块培养系统产生多样细胞团及其意义,进行了全面分析与讨论。     

在不稳定和相对稳定培养体系中CFU-S生长的动力学观察

利用 Dexter 培养方法,我们在体外对小鼠胎肝进行了长期液体培养。根据换液后悬液细胞总数的不同,建立了不稳定和相对稳定两个培养体系,并利用12d 脾结节检测和单个脾结节转移技术,观察了体系中悬液细胞总数,CFU-S 数及其自我更新的动态变化。表明在不稳定培养体系中,悬液细胞总数和 CFU-S 数增长较快,但由于每周换液时悬液细胞的丢失,可能使体系长时间处于应激状态,其自我更新力衰减也较快。而在相对稳定体系中,由于换液时其悬液细胞的再次种入,使总数保持相对恒定,CFU-S 数的变化比较平缓,其自我更新力的衰减也相对缓慢。提示在造血细胞体外液体培养体系中存在着一种生理性反馈调节活动,但其机理有待进一步研究。     

IL-33转基因小鼠骨髓造血干／祖细胞向髓系细胞分化的能力增强

目的：利用IL-33转基因小鼠研究IL-33对造血干/祖细胞的增殖和分化影响。方法利用流式细胞仪分析IL-33转基因小鼠及同窝野生对照小鼠的外周血、脾脏、骨髓细胞的免疫表型及造血干细胞分化不同阶段细胞的数量变化;利用体外成克隆实验和细胞周期分析研究IL-33对于造血干细胞增殖能力的影响。结果与野生型小鼠相比,IL-33转基因小鼠B细胞和T细胞在外周血中都明显降低,粒细胞在外周血和骨髓中都有明显增加;IL-33转基因小鼠的骨髓造血干细胞和多能祖细胞数量减少,共同淋系祖细胞数量减少,共同髓系祖细胞和粒单系祖细胞数量增加;IL-33转基因小鼠的造血干细胞处于S-G2-M的细胞增多;体外单克隆实验发现IL-33转基因小鼠造血干细胞形成的集落数增加。结论 IL-33转基因小鼠造血干细胞增殖能力增强,更易向髓系细胞分化。     

琼脂扩散盒及琼脂平皿法培养粒系祖细胞性质异同的初步探讨

将异丙肾上腺素直接加入培养体系或先与骨髓细胞孵育1小时后再作培养,能显著促进CFU-D 增殖。此效应能被心得安阻断。异丙却不能使 CFU-C 产率增加,证明 CFU-D 在具有β-受体似多能造血干细胞而 CFU-C 无β-受体。CFU-D 与 CFU-C 的 Ara-C 自杀率和增殖动态基本相同,表明 CFU-D 和 CFU-C 是性能相似但又处于不同分化阶段的粒系祖细胞。     

远红外线对造血干/祖细胞生物学特性的影响

目的:了解远红外线对造血细胞增殖和定向分化的影响.方法:应用体外小鼠骨髓细胞培养技术,观察远红外线对拉-单祖细胞(CFU-GM),红系祖细胞(CFU-E)和成纤维细胞(CFU-F)增殖和分化的影响,并且利用免疫荧光纳米粒子(1FNB)检测靶细胞表面分化抗原(CD),进一步评佑远红外线对造血干/祖细胞的影响.结果:远红外线在37℃条件下照射时CFU-E、CFU-F和CFU-GM生成有促进作用,小鼠骨髓细胞表面标记有变化,靶细胞经2min照射后,增殖最旺盛.2min组与其它实验组(1min,5min,10min)数据经统计学处理,具有差异性(P均<0.05).结论:远红外线时小鼠骨髓造血干/祖细胞的增殖具有正调节作用并可诱导细胞表面标志改变.     

人骨髓细胞培养液中干细胞刺激物的分析研究

人骨髓细胞体外培养液中含有高活力的 CSF,在长期培养过程中,CSF 活力的变化,与 CFU-C 数量的变化有大致平行的趋势。这种 CSF 对狗和小鼠也同样有效。人骨體条件液中的 CSF 对培养中的 CFU-S 也有明显的激发作用。这一结论可以从几个方面获得证据:第一,小鼠骨髓细胞与人骨髓条件液保温六小时后,再测定其中 CFU-S 数,结果是增加了。第二,经亚致死剂量照射的小鼠,腹腔注射适量的人骨髓条件液,其内源性脾结节也明显增多。第三,采用阿糖胞苷自杀的方法,测定小鼠骨髓经与人骨髓条件液保温后,其中 CFU-S 的自杀率也有增高的趋势。上述几方面的实验,说明人骨髓长期培养中存在着某种活性物质,调节体外造血。至于这种物质的来源,以及在体外造血中所起的作用,还需要做很多工作,逐步予以澄清。     

淋巴细胞对造血干细胞增殖的放大作用

小鼠的胸腺细胞对多向性造血干细胞(CFU-S)的增殖有明显的“放大”。作用,而这个“放大”作用的实现,是胸腺细胞与骨髓细胞之比例达到500∶1时为最好。小鼠胸腺细胞对多向性造血干细胞的分化也有明显的影响;本实验表明首先出现红系分化的增强,然后再出现粒系分化的增强。被激活的胸腺及脾脏的淋巴细胞(T细胞)对CFU-S的增殖具有更强的“放大”作用。在去胸腺小鼠的实验中表明ConA对CFU-S没有直接的作用。ConA作用于胸腺等T淋巴细胞,被激活的T细胞再作用于造血干细胞。本实验初步表明,淋巴细胞对造血干细胞的激活作用,必须在完整的活的淋巴细胞与造血干细胞直接接触或接近下才能实现。     

应用转铁蛋白-Sepharose 4 B亲和层析分离浓集小鼠胎肝CFU-E

本文以人血清转铁蛋白与Sepharose 4B交联制成转铁蛋白-Sepharose 4 B亲和层析凝胶,应用转铁蛋白-Sepharose 4 B亲和柱层析分离浓集小鼠胎肝红系造血祖细胞CFU-E。绝大部分CFU-S和CFU-GM均被转铁蛋白-Seph-arose 4 B亲和柱层析洗脱,且转铁蛋白-Seph-arose 4 B柱层析对CFU-S、CFU-GM无明显浓集作用。大部分BFU-E和几乎所有CFU-E均被吸附在亲和层析柱上;经解离吸附洗脱后,BFU-E和CFU-E浓集倍数分别为6.3倍和9.2倍,由此证明了CFU-E细胞膜表面转铁蛋白受体的高度密集性,为今后以转铁蛋白为分子探针,识别和研究CFU-E提供了实验依据。     

大豆异黄酮对辐射小鼠造血系统损伤防护作用的实验研究

研究大豆异黄酮(SoybeanIsoflavone,SI)对辐射损伤小鼠造血系统功能的影响。雄性昆明小鼠照射前补充SI,经4Gyγ射线照射,观察补充SI对电离辐射损伤小鼠内源性脾结节(CFU-S)数、骨髓细胞粒、巨噬系细胞集落形成单位(CFU-GM)数、骨髓细胞DNA含量及外周血淋巴细胞DNA损伤程度的影响。结果显示SI提高了辐射损伤小鼠CFU-S数,增加了骨髓有核细胞CFU-GM数,降低外周血淋巴细胞DNA损伤程度,对骨髓细胞DNA含量也有一定的增加趋势。表明SI可以提高辐射损伤小鼠造血干祖细胞的增殖能力,减轻辐射对骨髓细胞和外周血淋巴细胞DNA的损害,SI对辐射小鼠的造血系统有一定的防护作用。     

BCL-2反义硫代磷酸寡脱氧核苷酸对原代急性白血病细胞选择性抑制作用

为探讨BCL-2反义硫代磷酸寡脱氧核苷酸(AS-PS-ODN,ASPO)对急性原代白血病细胞和正常或良性血液病骨髓细胞的作用是否存在差别。应用台盼蓝拒染试验测定细胞存活力;用造血祖细胞集落培养:粒—单系祖细胞集落(CFU-GM),多向祖细胞集落(CFU-Mix),后红系祖细胞集落(CFU-E)、前红系祖细胞集落(BFU-E)和白血病祖细胞集落(CFU-AML,CFU-ALL)培养检测细胞增殖能力;免疫细胞化学染色检测细胞BCL-2蛋白表达变化。结果发现(1)正常或良性血液病骨髓细胞经10μmol/L ASPO处理一周,同对照组比较:细胞生长数、CFU-GM、CFU-Mix、CFU-E、BFU-E及BCL-2蛋白表达均无显著差别(P<0.05)。(2)急性原代白血病细胞经5μmol/L ASPO处理一周,同对照组比较:细胞生长数显著减低;CFU-AML或CFU-ALL显著降低(P < 0.05),而CFU-GM明显增高(P< 0.05);对照组BCL-2蛋白表达率为77.92％±22.50％,ASPO组于培养的第3天为54.05％±20.20％(P<0.01)和第6天为55.35％±22.74％(P<0.05)均显著低于对照组。因此认为BCL-2ASPO具有选择性地抑制白血病细胞的增殖和BCL-2蛋白的表达的作用。