造血微环境与造血干细胞

机体的造血功能不仅取决于造血实质细胞的数量和性质,也有赖于造血实质细胞所处的微环境的结构和功能的健全完善。60年代后,由于脾结节生成法,体外各种细胞培养技术的建立与应用,造血实质细胞包括造血干细胞的研究有了很大进展。与此同时,对造血微环境的重要意义也有了进一步的认识。基础学科的成就促进了临床医学的发展。现已发现,部分再生障碍性贫血、骨髓纤维化等疾病的发生和发展与造血微环境的缺陷有关。因此,造血微环境的研究趋于活跃。至今,造血微环境已成为实验血液学和临床血液学中一个专门术语。这一术语或泛指为造血器官内除造血实质细胞以外所有参与调控造血的间质成份的总称,或     

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.     

小鼠胎肝造血基质细胞对CFU—E,BFU—E生长的体外调控作用

造血基质细胞是造血微环境的重要成分,它对造血干细胞和祖细胞增殖分化的影响已引起人们重视。本室建立的小鼠胎肝造血基质细胞系(MFLSC)为研究其在调控造血中的意义提供了方便条件。 以往研究证明,MFLSC可向培养上清液中释放多种造血活性物质,将此培养上清代替外源性刺激因子加入到半固体培养体系中可支持红系、粒系或由红、粒、巨噬细胞组成的集落(CFU—EGM)生长。MFLSC本身对CFU-GM生长的调控作用已有报道。本工作观察MFLSC对小鼠骨髓红系造血祖细胞生长的影响,旨在进一步认识小鼠胎肝基质细胞在调控造血中的作用机理。     

miR-150在造血发育中的功能研究

miR-150是一个在哺乳动物中表达的含22个核苷酸的miRNA,能通过抑制靶基因的翻译来调控细胞增殖、分化和凋亡等重要的生理、病理过程。miR-150的表达水平在造血发育不同谱系和不同阶段都存在明显差异,而造血发育异常也同样伴随着miR-150的表达异常,提示miR-150能够调控机体造血发育过程,参与了造血发育异常的发生。在机体造血系统中,miR-150主要通过调控其靶基因的表达来影响造血发育过程以及各谱系细胞的成熟、活化与功能效应。目前已报道的miR-150靶分子主要有c-Myb、Notch3、GAB1、FOXP1、Cxcr4、Prf1等。现就近年来miR-150在造血发育过程中的研究作一综述。     

人类粒单系集落刺激因子

一种造血调控因子——粒单系集落刺激因子(GM-CSF)已经历了近30年的研究,近几年,对人类GM-CSF的研究有了突破。目前,GM-CSF已有可能成为一种颇有前途的临床制剂。     

SETD8~(–/–)抑制人胚胎干细胞向造血分化

表观遗传调控作为一种广泛的基因表达调控方式,已被报道可以参与干细胞多能性、谱系分化等生物学过程。虽然许多表观遗传调控因子的功能已被解析,但仍有一些并未被深入研究。SETD8(赖氨酸甲基转移酶5A, lysine methyltransferase 5A)作为一种甲基化转移酶,已被证实能够介导组蛋白H4第20位赖氨酸的单甲基化,并且可以参与细胞周期、P53介导的DNA损伤等过程。但是, SETD8是否可以直接调控人胚胎干细胞的多能性及其谱系分化还没有报道。该研究首先利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在人的胚胎干细细胞中敲除SETD8。功能研究表明,敲除SETD8显著降低了多能性基因OCT4和NANOG的表达水平,并且抑制了体外造血发育过程。接着利用了siRNA在造血发育不同时期敲低STED8,发现均可以抑制造血发育过程,进一步证实了SETD8可以在各个阶段调控体外造血发育。     

单细胞测序和基因编辑技术在造血干细胞研究中的应用

造血干细胞对血液系统稳态维持发挥着至关重要的作用,它通过自我更新以维持自身不被耗竭,同时通过定向分化,补充各类功能血液细胞。当造血干细胞自我更新和定向分化出现问题,就会产生一系列造血系统疾病,例如髓系白血病、淋系白血病和骨髓增生性疾病等。关于造血干细胞的衰老和疾病变迁的调控机制一直是研究的热点。作为异质性细胞群,造血干细胞命运受到细胞内调控因子、细胞外生长因子、细胞外基质蛋白等多种因素调控,这是一个高度复杂且精确的调控过程。单细胞测序技术的发展,可以在单细胞水平从基因组、转录组、表观遗传组和蛋白质组等方面了解造血干细胞的命运调控网络。利用基因编辑技术可以建立多种基因修饰动物模型,不仅可以用于基因功能研究,也可以用于评价造血干细胞的安全性。此外,基因修饰动物模型结合单细胞测序技术,还能对造血干细胞实现命运示踪和调控分析。单细胞测序和基因编辑等新技术的应用,极大地推动了造血干细胞相关研究的进展。本文将从这些新技术在造血干细胞研究领域中的应用和存在的问题进行阐述,方便大家了解这些技术的优缺点,以便在以后的应用中提供帮助。     

小鼠胎肝造血基质细胞系对CFU—GM生长的调控作用

利用本实验室建立的小鼠胎肝造血基质细胞系(MFLSC)研究了造血基质细胞对粒-巨噬系造血祖细胞(CFU-GM)生长的影响。实验结果表明,MFLSC对CFUGM集落的生成有双向调控作用,即既有刺激性作用,又有抑制性影响。这种调控有体液因子之中介,亦有细胞与细胞间近距离的效应。文中讨论了MFLSC双向调控CFUGM生长的意义及其机理。     

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.     

B淋巴细胞的造血调控作用

我们以往的工作证实T细胞对造血干细胞增殖分化的调控作用,经特异或非特异性抗原激活的淋巴细胞具有更强的调控活性。为了进一步弄清细胞间相互作用在造血调控中的地位,近年来我们又探讨了B淋巴细胞对造血干、祖细胞增殖调控作用。     

血液发生相关microRNAs研究进展

血液发生对生命体有着十分重要的意义。脊椎动物的血液发生主要表现为造血干细胞的自我更新和分化、造血祖细胞的增殖分化以及血细胞的成熟。血液发生过程的调控涉及多种转录因子、膜受体、造血生长因子和microRNAs等,它们之间相互作用形成多种信号通路及信号通路网。microRNAs是一类非编码RNA,广泛分布于真核生物细胞中,在机体的造血过程中发挥着重要作用。microRNAs的表达受造血相关信号通路中转录因子的调控,而microRNAs的表达能抑制或降低参与造血相关信号通路的转录因子以及更多造血相关调控因子的表达,从而影响血细胞发生相关的信号通路,进而调控造血过程。本文主要介绍了脊椎动物造血过程和血细胞发生相关信号通路,并围绕microRNAs与造血相关转录因子及信号通路之间的作用关系,总结了microRNAs调控血液发生的相关研究进展。     

天然杀伤细胞在受照射小鼠中的造血调控作用

研究了天然杀伤（ＮＫ）细胞对受致死剂量γ线照射的同系小鼠的造血调控作用。ＡＭＳ／５小鼠经９Ｇｙγ线全身照射后立即经尾静脉注射ＮＫ细胞（５×１０５）,可明显提高受照小鼠３０ｄ活存率,照后８ｄ小鼠骨髓中ＣＦＵ－ＧＭ数量明显高于对照和脾细胞注射组,照射后３０ｄ,ＮＫ细胞注射组活存小鼠的骨髓有核细胞数和ＣＦＵ－ＧＭ数已恢复到正常的７６％─９６％。病理组织学观察显示,输注ＮＫ细胞可使小鼠骨髓、脾脏的组织损伤程度减轻,造血功能增强,表现为造血灶数增多,造血细胞功能活跃,核分裂相增多,且涉及红系、粒系、巨核细胞系造血。ＮＫ细胞可能通过直接与造血干细胞相互作用或改善造血微环境等促进“内源性”造血功能,从而发挥对造血的正调控作用。提示ＮＫ细胞在小鼠造血功能的平衡维持中起重要作用。     

胚胎干细胞体外分化为造血干细胞

造血干细胞移植已成为治疗白血病、再生障碍性贫血、重症免疫缺陷征、地中海贫血、急性放射病、某些恶性实体瘤和淋巴瘤等造血及免疫系统功能障碍性疾病的成熟技术和重要手段,另外这一技术还被尝试用于治疗艾滋病,已取得积极的效果。但是由于移植需要配型相同的供体,并且过程复杂,使得造血干细胞移植因缺少配型相同的供体来源以及费用昂贵而不能被广泛应用。胚胎干细胞是一种能够在体外保持未分化状态并且能进行无限增殖的细胞,在适合条件下能够分化为体内各种类型的细胞,研究胚胎干细胞分化为造血干细胞,不仅可作为研究动物的早期造血发生的模型,而且可以增加造血干细胞的来源,还可以通过基因剔除、治疗性克隆等方法来解决移植排斥的问题,从而为造血干细胞移植的发展扫除了障碍,因此有着重要的研究价值和应用前景。现对胚胎干细胞体外分化为造血干细胞的诱导方法,诱导过程中的调控机制,并对胚胎干细胞分化为造血干细胞的存在问题和发展前景进行讨论。     

造血干细胞自我更新调控及wnt信号在其中的作用

干细胞生物学最为重要的问题之一就是干细胞自我更新的调控机制.造血干细胞具有自我更新和分化为各血细胞世系的能力,但目前对其自我更新的调控机制尚未明确.大量的研究表明,造血干细胞的自我更新受到来自其所处微环境和自身内在基因的共同调控.经典的发育调控通路——wnt信号通路在造血干细胞自我更新调控中起着至关重要的作用.就造血干细胞自我更新及其调控,特别是wnt信号通路在其中的作用作一综述,并对其应用前景和今后的研究方向作了展望.     

造血干细胞发生学研究——Ⅰ.人胚肝造血干细胞

人卵黄囊的血管内造血已被细致地观察过。卵黄囊的造血停止,肝成为主要的造血器官。肝造血持续到胎生7个月为止。Fukuda,T.在电镜观察中看到了肝造血中出现未分化的单个核细胞,提出预期的干细胞(presumptive stem cell)一词。近来有人对人胚造血提出卵黄囊、肝及骨等组织的造血三阶段。国内进行了胚肝扩散盒培养细胞的电镜观察,开展了各种因素对造血干细胞的调控研究。迄今为止对造血干细胞的发生学尚乏定     

RNA修饰调控造血发育和白血病发生的研究进展

胚胎造血发育和成体造血稳态维持是复杂有序、高度保守的过程,受到诸多因素,包括细胞内转录因子、信号通路及表观遗传修饰和细胞外造血微环境的精密调控. RNA修饰将表观修饰从转录水平提升到转录后精确调控的新层面,参与调控多项重要生命过程,其在血液发育及白血病发生中的调控作用已有多项研究.本文系统总结了RNA修饰在胚胎造血发育、稳态维持及白血病发生中的功能和分子机制,不仅有助于完善目前对造血系统发育以及正常造血和恶性转化的认识,而且为寻找潜在的白血病治疗靶点提供了新思路.     

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。     

锌稳态代谢调控造血发育的研究进展

锌是机体必需微量元素,对人体多系统发育有重要作用。锌缺乏是全球人群重要营养失衡性问题之一,与多种疾病发生相关。其中,锌稳态对于造血发育有着重大影响。造血发育是机体生成并分化成各系血细胞的过程,对生命的维系至关重要。临床研究数据提示,锌失衡会使髓系或者淋系造血细胞分化异常,尤其是对淋系影响更大,进而损伤机体免疫功能,影响人类健康。鉴于其关键生物功能,哺乳动物体内的锌稳态被严密调控,其中二价金属离子转运体SLC30和SLC39家族扮演着重要角色。近年研究发现,多个SLC30/SLC39蛋白通过调节锌稳态参与造血调控,如SLC39A8调控T细胞的活化、SLC39A10调控B细胞和巨噬细胞的分化、SLC30A1和SLC39A10可能参与红细胞成熟过程等。该综述将对锌稳态及其转运蛋白在造血发育中的研究进展进行回顾,并对该领域的未来发展方向进行探讨。     

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。     

HOXA9在正常造血和急性髓系白血病中的调控作用

HOXA9 (homeobox A9)是一种含有同源盒结构域的转录因子,在正常造血发育和急性髓系白血病(acute myeloid leukemia, AML)的发生发展中发挥重要作用。HOXA9在造血发育的早期有助于造血干细胞(hematopoietic stem cell,HSC)的扩增,但在造血发育进程中HOXA9表达降低而逐渐失去对HSC的调控作用。HOXA9如何调控HSC的扩增仍有待阐明。在急性髓系白血病中,多种因素可导致HOXA9基因的过表达,而这正是维持白血病转化所必需的,但是HOXA9促进白血病发生发展的分子机制至今仍未完全阐明。该文将对HOXA9在正常造血和急性髓系白血病发生发展中的作用进行综述。