造血干细胞体外培养研究的进展

在中国生理科学会1981年生理学学术会议的大会和分组会上做的专题学术报告有16篇,本刊先选载以下3篇,其它各篇将陆续发表。     

造血干细胞体外培养模式的研究进展

造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSC)的体外培养可为造血干细胞移植提供大量的造血干细胞,具有重要的临床意义。HSC体外培养方式从二维培养发展到三维培养,从静态培养发展到动态培养,其培养技术及效果日趋成熟,其中以生物反应器为主的动态三维培养具有明显的优势。本文就HSC体外培养的研究进展作一综述。     

造血干细胞体外培养模式的研究进展

造血干细胞（hematopoietic stem cells,HSC）的体外培养可为造血干细胞移植提供大量的造血干细胞,具有重要的临床意义。HSC体外培养方式从二维培养发展到三维培养,从静态培养发展到动态培养,其培养技术及效果日趋成熟,其中以生物反应器为主的动态三维培养具有明显的优势。本文就HSC体外培养的研究进展作一综述。     

人骨髓造血干细胞体外培养中的动态变化

本文报告100多批人的骨髓细胞长期体外培养的实验结果。在首次接种骨髓细胞建立起贴壁层细胞基础上,再将另一个体的骨髓细胞接种在贴壁细胞层上面,这样就可使骨髓中的造血干细胞在贴壁细胞层上增殖和分化,维持较长时间。人类多向性造血干纽胞(CFU-S)目前尚无测定的方法,但由CFU-S分化出来的粒系祖细胞(CFU-C)和红系祖细胞(CFU-E)是有方法可以测定的,从此获得的结果表明,在体外培养条件下,CFU-C可存活9周,CFU-E可存活4.5周。在培养悬液细胞中,形态上可以识别的主要有粒细胞,其存在时间与CFU-C大致相同,而红系细胞仅在3周内可以见到,成熟淋巴细胞最多能存活5周,以后就不复存在了。在培养7周内,每个培养瓶中平均悬液细胞数是增加的。从干细胞自杀实验证明,CFU-C至少在6周内不断地有一部分细胞进入DNA合成期。在整个培养期间,各系统的造血祖细胞及其后代细胞,它们的存活时间虽有差别,但均保持着正常的生物活性。7周以后,培养体系中的细胞总数就逐渐减少,到了9周后因为造血干细胞业已消失,所以各种成熟的或未成熟的血细胞也就逐渐不见了。在骨髓细胞培养液中还存在着CSF,其浓度随着CFU-C总数的下降而平行地降低,提示在体外培养体系中可能存在对造血干细胞活动的调节因子。此外,也观察了培养瓶中悬液细胞与贴壁细胞间的相互关系及其某些造血特征。     

脐血来源造血干细胞体外培养扩增技术研究进展

随着造血干细胞(HSC)移植技术的发展,脐血已成为干细胞的主要来源之一。为突破HSC来源及数量不足的制约,HSC体外扩增技术发展迅速,涉及到细胞因子、小分子化合物的应用以及联合培养及三维培养技术的发展和氧环境在干细胞扩增技术的作用以及基因修饰技术。本文就近年上述技术中采用的主要方法进行综述。     

狗外周血造血干细胞体外培养条件的探讨

近年来,利用骨髓细胞、胎肝细胞、外周血单个核细胞治疗造血障碍性疾病是引人注目的研究动向,也是治疗极重度放射病包括肠型放射病的可能有效措施。它们有效成分是造血干细胞。就造血干细胞的来源来看,在外周血中的造血干细胞数量虽少,但分离浓集比较方便,也容易为人们所接受。关于外周血干细胞的测试技术,对各种动物都已有报道,但对狗     

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。     

造血干细胞衰老体外模型构建及其生物学研究初探

造血干细胞（HSC）衰老与机体衰老密切相关。HSC衰老研究中的关键问题是HSC衰老模型的构建,迄今还未有公认的HSC衰老的体外模型,建立HSC衰老体外模型可为深入研究HSC衰老的生物学机理及调控机制奠定基础。本实验运用免疫磁珠分选法分离纯化小鼠Soft-1^＋ HSC,流式细胞术鉴定分选细胞的纯度达85％,免疫荧光示大量带绿色荧光Sca-1^＋细胞,     

昆虫造血作用和造血干细胞研究进展

昆虫血细胞（insect hemocyte）在昆虫代谢、 发育变态以及先天免疫等方面承担着重要的作用。昆虫只有先天免疫系统, 血细胞所行使的免疫功能对于昆虫对抗外源病菌尤为重要。本文主要介绍了昆虫血细胞类型、 造血作用、 造血干细胞及造血相关因子的相关研究。通过特殊染色和形态学观察, 果蝇Drosophila血细胞主要由3类细胞组成, 而鳞翅目等大部分昆虫血细胞由5类细胞组成。昆虫血细胞主要存在于循环血液环境及造血器官内, 而在这两个系统中都存在有进行复制的血细胞, 这为研究昆虫造血干细胞特性和其定位提供了一个很好的系统。果蝇血细胞祖细胞来自于胚胎中胚层细胞, 然后再分化为各种血细胞, 这一系列分化过程由造血因子所调控。     

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。     

人脐带血来源造血干细胞体外扩增的研究进展

造血干细胞（HSCs）是血液系统中的一类成体干细胞群,具有自我更新和多谱系分化两个基本特征。造血干细胞移植（HSCT）可以治疗退行性疾病和多种血液系统疾病。脐带血来源造血干细胞（CB HSCs）是降低HLA配型要求的突破点,但单份脐带血中HSCs数量不能满足使用要求,为了获得足够数量的CB HSCs,体外扩增是一种可行的方法。近几年,学者们探索了多种体外扩增方法,包括优化细胞生长因子混合物、与基质细胞共培养及加入小分子化合物（SMCs）激动剂等。目前应用细胞因子联合小分子的扩增方法在多个临床试验中获得成功。本文对目前体外扩增CB HSCs的研究进展做一综述。     

小鼠唾液腺干细胞体外分离培养方法研究

目的:建立小鼠唾液腺干细胞体外分离培养方法。方法:从7~8周龄的C57BL/6J小鼠唾液腺分离唾液腺干细胞,采用悬浮唾液球法培养唾液腺干细胞,应用倒置显微镜动态观察细胞形态;细胞计数观察细胞生长状况;免疫荧光检测LN(层连蛋白)的表达。结果:倒置显微镜下,接种2 d后细胞(salispheres)小聚集体明显增加;接种4 d后唾液腺球直径逐渐增大,形成直径约100μm的神经球,球周围无明显刺突,存在明显细胞聚集。接种7 d后唾液腺球周围存在较多微刺,10 d后球继续增长,形状明显不同于4 d,表明处于活跃的增殖状态,唾液腺干细胞已经开始分化。生长曲线结果显示随着培养天数的增加,唾液腺球的数目呈明显递增趋势,同时,唾液腺球的直径也明显增大。免疫荧光结果显示,培养2 d后,唾液干细胞球开始表达LN,培养第4 d后,随着唾液干细胞球的增加,层连蛋白表达更明显。结论:应用该方法获得了唾液腺干细胞,具有成体干细胞的特征,具有自我更新和多向分化的潜能。     

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     

骨髓移植与造血干细胞研究

骨髓移植是目前治疗白血病等血液疾病最有效的方法。在经历了多年的发展并已取得巨大成就的今天,骨髓移植仍然面,临很多问题。造血干细胞研究必将解决骨髓移植中的诸多问题。重点对造骨髓移植的发展历史,所面临的问题以及造血干细胞研究的进展进行简要的概述。     

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,     

造血干细胞发生学研究 Ⅲ.人胚脾和胸腺造血

前已报道人胚肝、骨髓造血的研究资料,对于该两组织造血发育的规律,实质细胞和间质细胞的相互联系,造血干细胞的可能来源等问题提出了一些设想和实验依据。而脾脏和胸腺在胚胎时期的一定阶段亦是造血功能的执行者,在这方面文献中涉及甚少,尤其是有关电子显微镜的资料更为缺乏。本文对此两种胚胎组织进行光镜和透射电镜的观察,以     

造血干细胞受体和表面抗原研究进展

多能造血干细胞(CFU-S)存在多种受体和表面抗原。在体外,肾上腺素、胆碱和组织胺H_2等受体的激动剂可促使CFU-S从Go期进入S期。用小鼠脑免疫的兔血清(RAMBS)可灭活90～95%的CFU-S,增加抗血清浓度也不能灭活其余5～10%的CFU-S。CFU-S/CFU_(GEMM)存在Ia(样)抗原和其它抗原。Ia(样)抗原与细胞周期状态密切相关。     

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     

混合培养体系中间充质干细胞与造血干细胞生物学特性

为了体外同时获得符合鉴定标准的造血干/祖细胞(hematopoietic stem/progenitor cell,HSC/HPC)和间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC),本研究采用Ficoll淋巴细胞分离液方法从脐带血中分离出脐带血单个核细胞,MACS免疫磁珠法分离出CD34~+的造血干细胞。分离出的细胞与MSC同时接种在培养瓶中,利用15%AB型脐血浆的IMDM培养基添加白细胞介素3(interleukin-3,IL-3)、IL-6、血小板生成素(thrombopoietin,TPO)、干细胞因子(stem cell factor,SCF)和Flt-3配体(FMSlike tyrosine kinase 3 ligand,Flt-3L)因子培养体系来同时培养扩增HSC/HPC和MSC。为了评估扩增出的HSC/HPC和MSC是否符合细胞鉴定标准,本研究通过倒置显微镜观察HSC/HPC和MSC生长状态,并计数细胞。流式细胞仪检测HSC/HPC表面抗原CD34阳性百分率,检测第4代(P4)MSC表面抗原CD105、CD90、CD73、CD45、CD34和HLA-DR阳性表达率。半固体集落培养检测HSC/HPC的粒细胞-巨噬细胞集落形成能力。将共培养至P4的MSC行成骨、成软骨、成脂肪诱导鉴定。通过秋水仙素法进行MSC核型分析。结果显示,体外共培养的HSC/HPC依然有高增殖能力、集落形成能力和CD34阳性百分率。MSC具有向成骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞诱导分化的能力。MSC染色体核型维持稳定。以上结果提示本研究成功建立了一种合适的MSC和HSC/HPC混合培养体系,通过该体系可同时获得两种干细胞,共培养后的MSC依然有典型的MSC的生物学功能;共培养后的HSC/HPC的粒细胞-巨噬细胞集落培养、细胞数量和流式表型符合鉴定标准,HSC/HPC生物学功能没有受到影响。