《自然》：研究揭示造血干细胞分子起源

由美国宾夕法尼亚大学医学院细胞与发育生物学教授南希。斯佩克博士领导的一个研究小组,在近日完成了大多数骨髓干细胞在小鼠胚胎中形成的位置和发育时间表。这项发表在《自然》杂志上的科学发现揭示了造血干细胞起源的关键步骤。成年哺乳动物骨髓中的造血干细胞能产生身体的所有血液细胞类型,因此解密其来源可能会帮助研究人员更好地操纵胚胎干细胞,以产生新的血液细胞来进行疾病治疗。     

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。     

干细胞核移植效率及核移植胚胎干细胞

干细胞为一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞,包括胚胎性干细胞和成体干细胞.胚胎性干细胞有胚胎干细胞、畸胎瘤细胞和原始生殖细胞.成体干细胞主要有骨髓间充质干细胞,造血干细胞、神经干细胞、表皮干细胞、脂肪干细胞等.随着体细胞核移植技术与干细胞培养技术的成熟,两者相结合便产生了核移植来源胚胎干细胞(embryonic stem cells via nuclear transfer,ntES细胞),其不仅用于基础的研究,而且也用于临床医学的组织修复和移植的研究.现就干细胞作为核供体时的核移植效率,ntES细胞系的建立、其性质及诱导分化等的研究进展进行综述.     

造血干细胞起源位置和时间表

美国宾夕法尼亚大学医学院研究人员首先灭活了对小鼠胚胎内皮细胞中的Runxl蛋白进行编码的基因。在发育过程中,一些内皮细胞表达Runxl,标志着像葡萄藤蔓一样的造血干细胞簇沿着一些主血管的内壁开始产生。一旦从血管壁脱落,造血干细胞就进入血液循环,并流动至胎儿的肝脏;胎儿出生后,造血干细胞就转移到骨髓。通过选择性地阻断胚胎发育过程中血管内皮细胞表达Runxl的能力,就可中止造血干细胞的产生,     

胚胎干细胞向造血系统的分化

胚胎干细胞是指从囊胚期的内细胞团中分离出来的尚未分化的胚胎细胞,可分化形成各种组织类型。在合适的条件下,胚胎干细胞可发育成造血干细胞及各类成熟血细胞,为造血干细胞移植及血细胞输注开辟了新的来源,同时也为造血发生及造血调控研究提供了有效可靠的模型。本文将综述ES细胞向造血系统分化的诱导条件、调控机制及应用前景。     

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。     

骨髓内皮细胞来源的可溶性因子调节造血系、内皮系及胚胎干细胞的分化和增殖(英文)

本研究室建立了一支骨髓内皮细胞(bone marrow endothelial cell,BMEC)株。本文综述了这一内皮细胞株细胞的条件培养液(bone marrow endothelial cell-conditioned medium,BMEC-CM)对造血系、内皮系及胚胎干细胞的分化增殖的作用。(1)BMEC-CM促进造血系细胞的分化和增殖;(2)BMEC-CM促进内皮系细胞的分化和增殖;(3)BMEC-CM诱导造血干/祖细胞向内皮系细胞分化;(4)BMEC-CM诱导胚胎干细胞分化为造血细胞和内皮细胞。以上研究成果提示,骨髓内皮细胞分泌可溶性因子支持造血系及内皮系细胞的分化与增殖,促进造血系细胞向内皮系细胞的横向分化,诱导胚胎干细胞分化为造血细胞和内皮细胞。本文进一步阐述了造血系与内皮系之间的密切关系,对缺血性疾病及肿瘤疾病提供有效治疗策略。     

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。     

骨髓造血干细胞龛

造血干细胞（hematopoietic stem cell,HSC）位于骨髓的造血微环境即龛（niche）中,它们与龛内特定的细胞相互作用以调节其自我更新和定向分化。研究发现,骨髓中的成骨细胞和内皮细胞与造血干细胞关系密切,分别构成了HSC龛中的成骨龛和血管龛,其中成骨龛维持静态的HSC微环境,而血管龛调控HSC的增殖、分化和动员等行为。对骨髓HSC龛的研究为将来临床治疗血液系统相关疾病提供了新的思路。     

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。     

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 microenvironment or hematopoietic niche)中多种成分的影响,因此研究造血微环境对揭示稳态造血调控、HSC体外扩增以及血液系统疾病的发生和发展等具有重要意义。以往研究利用体内成像技术和细胞特异的基因敲除技术,发现了造血微环境中多种细胞、细胞因子以及细胞外基质等成分。但作为一个复杂的三维系统,造血微环境的细胞组成、空间区域划分以及在正常造血维持及应激条件下的作用目前仍有争议。近年来,单细胞组学技术的迅速发展为阐明造血微环境的细胞和分子的异质性提供了新方法,为造血微环境的研究翻开了新的篇章。该文就单细胞转录组测序技术在骨髓微环境研究领域的最新进展进行综述。     

Cramp过表达对小鼠骨髓造血干细胞功能的影响

目的研究Cramp蛋白过表达对小鼠骨髓造血干细胞自我更新和分化能力的影响。方法应用流式细胞仪分析Cramp过表达转基因小鼠及同龄野生型小鼠的骨髓、脾脏、胸腺等组织器官中各种细胞的比例;分选骨髓造血干细胞,体外培养,观察其克隆形成能力。结果与野生型小鼠相比,Cramp过表达转基因小鼠的骨髓、脾脏、胸腺等组织器官中各种细胞的比例、骨髓造血干细胞的克隆形成能力等均无明显变化。结论本研究中,Cramp过表达转基因小鼠骨髓造血干细胞的分化能力、克隆形成能力无明显变化。     

RunX3对小鼠骨髓造血干细胞功能的影响

目的研究RunX3基因对造血干细胞自我更新和分化能力的影响。方法流式细胞术测定小鼠骨髓干细胞和外周血单个核细胞的比例;通过竞争性骨髓移植实验检测RunX3转基因小鼠骨髓干细胞的功能。结果移植后来源于RunX3-/-小鼠骨髓干细胞供体的外周血细胞占总外周血细胞的比例与野生对照鼠相比无明显差异,移植后来源于RunX3-/-小鼠骨髓干细胞供体的外周血中髓系细胞占总外周血髓系细胞的比例较野生型对照鼠高。结论RunX3基因缺失对骨髓造血干细胞的自我更新没有影响,但其可能参与了骨髓造血干细胞的分化过程。     

卵巢干细胞:人类辅助生育技术的新希望

如今,人类在干细胞治疗领域已取得多个方面重大进展,其中研究最多的就是胚胎干细胞和骨髓多能干细胞,而在临床实际中,获得国家批准使用的则只有针对白血病等血液系统疾病的骨髓造血干细胞。最近的研究表明,在哺乳动物的卵巢之中可能同样存在着生殖干细胞(GSC)。哺乳动物卵巢内存在GSC的理论一经提出便遭到了科学界众多研究者的质疑,因为它颠覆了自上个世纪50年代以来,由Solomon Zuckerman奠定生物学共识——卵母细胞从宿主出生以后便失去了一切再生能力。一旦GSC存在得到了临床阶段的证实,将彻底解决女性功能性不育的问题。     

胚胎干细胞向造血细胞分化研究

胚胎干（embryonic stem,ES）细胞是来源于囊胚的内细胞团（inner cell mass,ICM）,具有发育的全能性或多能性,能嵌合到早期胚胎,在体内可以参与各种组织发育甚至包括生殖细胞;在体外分化培养条件下,可以顺序分化出各种组织细胞,与体内完整胚胎发育过程相符合,而且可以通过调节ES细胞某些基因的表达而调节其分化。因此,ES细胞是研究哺乳动物早期胚胎发育、细胞分化及其关键基因鉴定的理想模型。另外,胚胎生殖脊（embryonic germ,EG）细胞系也具有同样的生物学特性,它是由早期胚胎的原始生殖脊（primordial germ,PG）细胞建株而来。最近研究显示：ES细胞在体外不但可以分化为所有造血细胞系,而且还可以分化为具有长期增殖能力的造血干细胞。作者就胚胎干细胞向造血细胞和造血干细胞分化及其诱导因子和调控基因的表达作一综述。     

干细胞治疗糖尿病的研究进展

随着糖尿病的发病率升高,世界各国科学家积极地寻找治疗糖尿病的有效方法.干细胞是近年来的研究热点之一,很多科学家着眼于应用干细胞治疗糖尿病,并取得了显著的成效.本文综合近些年来各国科学家的研究成果,从胚胎干细胞、胰腺干细胞、骨髓干细胞、骨髓造血干细胞等4个方面介绍当前的研究情况,同时时比4种干细胞治疗糖尿病的优缺点.     

《血液》：造血干细胞高效制造技术或问世

日本研究人员日前宣布,他们开发出了利用实验鼠的诱导多功能干细胞（iPS细胞）高效制造造血干细胞的技术。医生未来在治疗白血病时。有望利用这种技术制造大量造血干细胞,从而代替骨髓移植。相关论文已刊登在新一期美国《血液》杂志网络版上。     

罗汉果和熟地增加小鼠造血干细胞的数量和功能

目的：罗汉果和熟地具有增强机体免疫力,延年益寿的作用。本文研究罗汉果和熟地对造血干细胞的影响。方法各组小鼠连续喂养罗汉果或熟地3个月,流式细胞仪测量小鼠的外周血、脾脏和骨髓中免疫细胞和造血干细胞的变化;小鼠用半致死剂量的放射线照射后,连续喂养罗汉果或熟地1个月后,流式细胞仪测量罗汉果或熟地对于免疫细胞和造血干细胞损伤修复的作用。结果分析检测结果发现,与对照组相比,长期喂养罗汉果或熟地的小鼠骨髓和外周血中B细胞的比例降低,粒细胞的比例增加,T细胞没有明显变化;骨髓中造血干细胞的数量增加,尤其是长期造血干细胞数量增加显著。半致死剂量的放射线照射后,罗汉果或熟地喂养1个月,小鼠的粒细胞和T细胞都有明显的改善,造血干细胞的数量明显增加。结论罗汉果或熟地长期服用会增加小鼠造血干细胞的数量和功能,促进了辐射所致的骨髓抑制小鼠的造血干细胞的恢复。     

小鼠胚胎干细胞来源的HPP-CFC体外和体内造血活性分析

小鼠的造血系统起源于胚胎发育7d的卵黄囊胚外中胚层,研究表明胚胎干细胞（Embryonic stem cells, ES cells）体外分化模型能够模拟卵黄囊造血的发生过程;此外,诱导ES细胞体外定向造血细胞分化对于建立治疗性克隆以治愈多种血液病具有重要的研究和应用价值。高增殖潜能集落形成细胞（High proliferative potential colonyforming cells, HPPCFC）是体外培养的最原始的多潜能造血前体细胞之一。本研究发现：小鼠ES细胞在体外分化5～14d形成的拟胚体中含有HPP-CFC。其再生潜能与胚胎期9d的卵黄囊来源的HPP-CFC相似,与骨髓来源则不同。RT-PCR分析表明：ES细胞来源的HPP-CFC表达与造血干细胞增殖相关的特异性转录因子和多种造血生长因子受体。但分化12d的拟胚体细胞和HPP-CFC集落细胞移植受致死剂量照射的小鼠不能产生典型的脾结节。因此,ES细胞来源的HPP-CFC在体外和体内造血活性的差异值得更深入地研究。     

美开发出不破坏胚胎的干细胞培养方法

美国先进细胞技术公司近日宣布,他们找到一种新方法,可以在不破坏胚胎的情况下获取胚胎干细胞。研究人员认为,这可以打消反对者对胚胎干细胞研究的伦理顾虑。该公司研究人员日前在英国《自然》杂志网络版上报告说,体外受精的胚胎在被植入子宫前,不少会被进行“胚胎植入