胚胎干细胞向造血干/祖细胞定向诱导分化的研究进展

胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES细胞)是指由胚胎内细胞团(inner cell mass,ICM)细胞经体外抑制培养而筛选得到的细胞,具有无限增殖潜能,在体外可以向造血细胞分化,有可能为造血干细胞移植和血细胞输注开辟新的来源．此外,ES细胞向造血干/祖细胞的定向诱导分化也为阐明哺乳动物造血发育的细胞和分子机制提供了良好的体外模型．对ES细胞向造血干/祖细胞定向分化的研究进展进行了综述．     

UM171和SR1对不同来源造血干/祖细胞体外扩增的作用研究

目的探讨小分子化合物UM171和SR1对脐带血、供者动员外周血和淋巴瘤患者自体动员外周血3种来源的造血干/祖细胞(HSPCs)体外扩增的作用。方法将3种来源的CD34+细胞分别予以UM171、SR1干预后进行体外扩增培养,记为对照组、UM171组、SR1组和UM171+SR1组。通过细胞计数检测各组总有核细胞的数量,流式细胞术检测HSPCs的比例、各谱系分化细胞的比例和HSPCs上归巢相关因子CXCR4的表达水平。多组数据若满足方差齐性,采用单因素方差分析,组间两两比较采用LSD-t检验;若方差不齐,多组间比较以及两两比较均采用Kruskal-Wallis检验。结果与对照组比较,UM171和SR1均能促进3种来源HSPCs的比例升高,同时UM171能够增加3种来源HSPCs的扩增倍数。与对照组比较,UM171处理后脐带血来源的CD33^+(髓系)细胞的比例升高,CD41^+(巨核)细胞的比例降低;SR1处理后3种来源的CD3-CD56^+(自然杀伤)细胞的比例均升高。体外扩增48 h后各组HSPCs上CXCR4的表达较培养前增加。结论UM171能够有效扩增3种来源HSPCs的数量,促进脐带血来源HSPCs分化为髓系细胞并抑制其分化为巨核细胞。SR1能够促进3种来源HSPCs分化为自然杀伤细胞。体外扩增培养可以提高3种来源HSPCs上CXCR4的表达水平。     

造血干/细胞研究进展

造血干/祖细胞是具有高度自我更新能力和多向分化潜能的造血前体细胞.从造血干/祖细胞的生物学特性、检测方法、表面标志及体外扩增、定向诱导分化、造血/祖细胞的细胞治疗及基因治疗等几方面进行了综述.     

小鼠LAK细胞对红系祖细胞及多向造血祖细胞增殖的影响

小鼠脾细胞经重组人白细胞介素-2(rhIL-2)激活后对YAC-1,LP-3和WEHI-164等肿瘤细胞均有很强的杀伤活性。在CFU-E和BFU-E培养体系中,不同浓度LAK细胞与BMC直接加入或预温育4h后再培养,均能加强CFU-E和BFU-E增殖。低浓度LAK细胞(LAK/BMC为0.5)与BMC直接加入或预温育后再加入CFU-mix培养体系中,均能增强CFU-mix增殖,而高浓度LAK细胞和BMC(LAK/BMC=8.0)直接加入培养体系则抑制CFU-mix增殖;若共温育后再培养则非常明显地抑制CFU-mix增殖,CFU-mix仅为对照的17.6％。小鼠LAK细胞对造血祖细胞体外增殖具有调节作用,这种调节可能包括分泌某些细胞因子以及细胞间直接相互作用两种方式。     

造血干/祖细胞造血记忆机制的研究进展

适应性免疫和固有免疫是相对独立又紧密联系的两种免疫应答。随着2011年"驯化免疫"(trained immunity,TI)这一概念的提出表明固有免疫细胞也具有免疫记忆,传统的适应性免疫才能建立免疫记忆的观点也受到了强有力的挑战。由于成熟的固有免疫细胞通常寿命比较短,而骨髓中造血干/祖细胞(hematopoietic stem/progenitor cells,HSPCs)是所有血细胞的来源,因此HSPCs如何维持固有免疫细胞的长期或短期记忆成为当前免疫学及造血领域研究的热点。近期研究表明,HSPCs也存在类似TI的现象,其机制主要涉及表观遗传修饰、代谢重编程、细胞因子与受体的表达调控等,这种HSPCs的免疫记忆方式被称为"造血记忆"(hematopoietic memory)。该文就近年来调控HSPCs免疫记忆的机制进展进行综述。     

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.     

造血干细胞移植条件对小鼠造血重建的影响

通过同种基因型小鼠构建造血干细胞移植模型,将预处理的全骨髓单个核细胞或c-Kit⁺造血干细胞移植至致死剂量照射的受体小鼠体内,动态监测移植2～16周后受体小鼠体内供体来源细胞造血重建以及嵌合情况,以期揭示不同群体的供体细胞以及预处理等因素对小鼠造血干细胞移植后造血重建的影响。实验结果显示,移植后早期(2周)全骨髓单个核细胞组髓系比例要高于c-Kit⁺细胞移植组,但全骨髓移植组受体小鼠呈现出较大的移植后不良反应,出现脱毛、食欲不振以及体重减轻的症状。c-Kit⁺细胞移植组在淋系重建上要早于全骨髓移植组,供体细胞的嵌合植入也早于全骨髓移植组,但两组实验组最终均能完成造血重建过程。实验结果表明c-Kit⁺细胞移植组在移植后能够较快地实现供体细胞植入,进而开始造血重建,且c-Kit⁺细胞移植组的不良反应要低于全骨髓移植组。结果说明在整体造血重建效果上c-Kit⁺细胞移植组要优于全骨髓移植组。     

小鼠巨核系祖细胞增殖,分化特性的研究

小鼠骨髓细胞经7d培养后进行细胞形态学观察,可见不同发育阶段的巨核细胞及不同大小的巨核细胞集落。通过计数每个集落中的细胞数,可确定相应祖细胞的有丝分裂能力。结果表明,具有不同有丝分裂能力的祖细胞的体外增殖动力学有所不同。祖细胞的数量与其有丝分裂次数呈负相关(r=-0.986)。进行0、1、2和3次有丝分裂的祖细胞的阿糖胞苷自杀率分别为48.9,58.7,48.0和41.2％;放射敏感性的D_O值(Gy)分别为1.71,1.24,1.03和0.77,D_O值的大小与有丝分裂次数呈负相关(r=-0.958)。经3Gy全身照射后CFU-Meg与CFU-GM的恢复动态过程具有不同特点。     

Wnt3a 转基因基质细胞的建立及其对脐血CD34+ 造血干/祖细胞扩增作用的研究

Wnt 信号通路在造血干/祖细胞自我更新的过程中发挥至关重要的作用 . 纯化的 Wnt3a 蛋白可以实现造血干/祖细胞的扩增 . 通过病毒转染原代小鼠骨髓基质细胞,建立转基因滋养层细胞 . 通过共培养对转基因滋养层细胞扩增 CD34+ 造血干/祖细胞的作用进行了研究 . 实验结果显示 , 与普通滋养层加细胞因子组相比,经转基因滋养层加细胞因子组培养的 CD34+造血干/祖细胞集落形成能力 (CFC) 是其 (1.55±0.06) 倍;混合集落形成能力是其 (1.95±0.26) 倍;高增殖潜能集落形成能力 (HPP-CFC) 是其 (1.45±0.40) 倍; LTC-IC 活性是其 (3.83±0.86) 倍 . 结果表明,转基因滋养层细胞通过分泌具有天然活性的 Wnt3a 蛋白能在体外有效地扩增造血干/祖细胞的数量 .     

造血干/祖细胞的体外扩增和临床应用

介绍造血干 / 祖细胞的体外培养和扩增取得的显著进展 :包括各种生物反应器的应用 ,三维培养系统的建立。扩增后的造血细胞在动物模型和临床上的应用已取得了初步成效。     

一种新型生物反应器在造血干/祖细胞体外扩增中的应用

针对造血干/祖细胞体外扩增对培养环境的需求, 结合静/动态培养的特点, 开发了一种新型的生物反应器用于造血干/祖细胞的体外扩增。在该生物反应器内, 采用SCF+TPO+Flt-3细胞因子组合, 比较了静态和循环培养两种方式体外扩增脐血CD34+细胞的效果。培养7 d后, 总细胞分别扩增了(13.86 ± 4.26)和(7.23 ± 2.67)倍, 显示静态培养有利于总细胞的扩增; CD34+细胞扩增倍数、培养物中CD34+细胞含量均相近, 无显著性差异; 而CD34+CD38-细胞扩增倍数以及培养物中CD34+CD38?细胞的百分含量分别为(1.82 ± 0.58)和(3.90 ± 0.85)倍以及(9.45 ± 4.85)和(37.47 ± 14.06)%, 循环培养明显高于静态培养。可见, 在该生物反应器内, 采用静态和循环两种培养方式, 均能实现造血干/祖细胞的体外扩增, 但静态培养促使造血干细胞向定向祖细胞分化, 而循环培养则更有利于早期造血干细胞的扩增。     

红景天苷对骨髓抑制贫血小鼠造血祖细胞增殖的影响

采用造血祖细胞培养技术,观察红景灭苷体内给药和细胞培养直接用药对骨髓抑制贫血小鼠造血祖细胞增殖和骨髓有核细胞数目的影响.结果显示,体内用药能显著增加BMC数目,促进BFU-E、CFU-E、CFU-GM和CFU-Meg集落形成(P<0.05);在一定浓度下,体外用药也能显著促进BFU-E、CFU-E、CFU-GM和CFU-Meg集落形成(P<0.05).结果提示,红景天苷可能通过间接或直接作用刺激骨髓抑制贫血小鼠造血祖细胞的增殖来促进造血功能的恢复.     

具有维持造血干/祖细胞能力的新型豆类凝集素的分离、纯化及功能鉴定

一种分离自豆类的新型凝集素不仅具有凝集活性,还具有体外长期维持造血干/祖细胞的能力.由眉豆（Dolichos lablab）中分离得到了这种多亚基的凝集素——FRIL（Flt3 receptor-interacting lectin）,并对它进行了核酸和蛋白质序列分析.免疫细胞分析显示,它的受体是CD34⁺造血干/祖细胞所特有的.在培养基中添加这种凝集素可长期维持CD34⁺细胞存活和增殖能力.以Flt3配基（FL）作为对照,在28天的培养时间内,相对于FL,FRIL可维持细胞较高的G0/G1期比例（80%以上G0/G1期）和长期培养中（14天以上）1.5倍以上的集落形成量.可见FRIL通过滞留造血干/祖细胞于G0/G1期而维持它们的自我更新潜能.     

不同参数电磁场对干细胞增殖分化的影响

随着电磁理论的不断深化,电磁场(EMF)的应用领域不断扩大,关于EMF的研究也越来越多,尤其是EMF对生命基础_细胞生物学效应的实验研究已成为当前的研究热点,其中有大量研究发现特定参数EMF可促进干细胞增殖与分化.因此,深入研究EMF促进干细胞增殖分化的最佳物理参数有重要意义.本文就不同参数EMF对干细胞增殖分化影响的研究进行综述.     

小鼠造血干细胞增殖和分化的分子生物学证据

本文采用Ｙ染色体特异的性别决定基因（Ｓｒｙ）作为新的细胞遗传标志,通过ＰＣＲ技术来追踪观察造血干细胞的增殖与分化性能。该方法具有简便、灵敏和特异等优点。雌性受体小鼠输注雄鼠骨髓细胞和１３天脾结节（ＣＦＵ－Ｓ１３）细胞后,Ｓｒｙ ＰＣＲ测试受体小鼠的ＣＦＵ－Ｓ结果表明,它们均为供体来源的ＸＹ细胞。用Ｓｒｙ ＰＣＲ骨髓细胞和骨髓中脾结节生成细胞（ＣＰＵ－Ｓ）的长期重建造血能力,结果表明,在存活雌性小鼠     

低氧环境中微囊化成骨细胞支持造血干/祖细胞扩增

在模拟骨髓造血壁龛(hematopoietic niche)的氧分压条件下,探讨微囊化成骨细胞(osteoblasts,OB)对脐血造血干/祖细胞(HSPC)体外扩增的支持和调控机理．分离培养人髂骨OB,采用聚电解质络合法将第3代的OB以密度为8×105 ml包埋在直径为0.5 mm的明胶-海藻酸钠-壳聚糖(GAC)微胶珠中．将微珠+造血干/祖细胞(A′组)、造血干/祖细胞(B′组)及微珠(C′组)置于6孔板,在5%氧分压下进行培养．同时在20%常氧条件下设置同样分组培养作为对照(A,B,C)．通过流式细胞分析和半固体细胞集落培养,观察比较各培养体系中造血干/祖细胞的扩增,并检测体系内白血病抑制因子(LIF)和白介素-6(IL-6)的含量变化以探讨作用机理．经过倒置相差显微镜观察,人成骨细胞在微珠中分散均匀,生长状态良好．微珠内部有丰富的孔道供营养物质传递,有大量造血干/祖细胞弱黏附于微珠表面．经过7天的培养,A′、B′、A、B四组造血细胞的扩增倍数分别为(49.0 ± 4.6),(3.3 ± 0.5),(17.7 ± 1.2)和(1.9 ± 0.2)．A′、B′、A 组的CD34+细胞分别扩增了(87.6 ± 8.3), (2.2 ± 0.3)和(14.9 ± 1.0)倍,B组则出现下降．A′、B′、A、B四组CFU-Cs集落扩增倍数分别为(9.8 ± 0.8),(3.5 ± 0.4), (6.9 ± 0.7)和(2.6 ± 0.2)．低氧共培养体系比常氧共培养体系和非共培养体系对造血干/祖细胞的扩增有更大的促进作用．A′、B′、C′中IL-6和LIF含量明显高于对应的A、B、C组,与扩增倍数的差异相对应．微囊化成骨细胞对造血干/祖细胞扩增有明显的促进作用,5%氧分压接近体内造血壁龛氧环境,在此环境中成骨细胞分泌细胞因子量增多并通过其对造血干/祖细胞的扩增进行调节．     

脐带血非造血性功能定向干(祖)细胞研究进展

脐带血非造血干细胞(UCB-nHSC)种类多样,近年来在越来越多的领域凸显其作用。本文归纳了脐带血中发现的胚胎样干细胞、非限制性体干细胞、多系性祖细胞及多潜能祖细胞、神经祖细胞的非造血干细胞的特性,指出目前研究应用领域及存在的问题,讨论与其他细胞相比在应用方面的优缺点,并在此基础上对UCB-nHSC的研究及应用前景做了展望。     

人卵黄囊造血的探讨

采用卵黄囊组织切片、涂片的形态学、细胞化学染色、造血干/祖细胞体外培养及CD_(34)单克隆抗体免疫荧光检测等方法研究表明:人卵黄囊中存在造血岛,造血岛内由于造血微环境的特点致使此期造血主要向红系分化。血岛中检测出CD_(34)~ 细胞,比例高于胎肝及成人骨髓,干/祖细胞于体外培养形成红系集落。结论:人胚胎期造血源于卵黄囊。     

小鼠胚胎干细胞定向血管内皮和造血细胞分化体系的建立

目的:建立小鼠胚胎干细胞体外定向分化为血管内皮细胞和造血细胞的体系,并验证诱导后2种细胞的表面分子特征。方法:以小鼠胚胎成纤维细胞为饲养层,首先在无血清培养基StemPro中加入骨形态发生蛋白4(BMP4)、激活素A、碱性成纤维细胞生长因子(FGF-Basic)和血管内皮细胞生长因子(VEGF),诱导小鼠胚胎干细胞系R1/E 4 d后形成拟胚体;再将拟胚体消化后与OP9-DL1基质细胞共孵育,分别用干细胞因子(SCF)、VEGF和SCF、FLt3、白细胞介素3(IL-3)诱导向内皮和造血2个方向分化,并以CD31、CD45、CD144、Kit、CD201作为表面标志,流式检测诱导后细胞的表面分子特征和诱导效率;诱导10 d后免疫组化染色,进行内皮细胞的形态学鉴定。结果:诱导分化10 d后,免疫组化染色观察到多个内皮管状结构,流式检测CD31^+的内皮细胞比例为1.35%±0.05%,进一步分析CD31^+CD144^+CD45^-群体,有3.0%±0.2%的细胞表型为Kit^+CD201^+,提示该部分细胞可能是处于分化上游的内皮干祖细胞;CD45^+的造血细胞比例为35.0%±0.5%,其中0.35%±0.05%的细胞表达Kit和CD201,提示该部分细胞可能是处于分化上游的造血干祖细胞。结论:本研究将胚胎干细胞诱导为内皮细胞和造血细胞,并且能诱导出具有内皮、造血干祖细胞分子特征的细胞,可作为理想的体外诱导分化体系。