骨髓微环境对造血干细胞静息的调节机制

自我更新、多向分化和静息状态是造血干细胞的重要特征,其中静息状态的维持是维持造血干细胞数量及造血干细胞池稳定的重要机制。骨髓微环境是造血干细胞定居的场所,是维持造血干细胞静息必要的土壤,尤其是成骨细胞微环境可通过多种跨膜分子信号通路、黏附分子等调节造血干细胞的静息。造血干细胞静息关系到造血干细胞自我更新的平衡,其失衡与白血病的发生及白血病干细胞的干性维持相关。该文通过总结近几年最新研究进展并结合作者实验室的研究成果,对介导骨髓微环境调节造血干细胞静息的主要分子机制作一综述。     

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.     

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 micro...     

Tet2调节骨髓间充质干细胞功能

Tet2(Tet家族成员2)在DNA去甲基化修饰、表观遗传调控及骨髓造血中起着重要作用。笔者课题组前期研究发现,随着年龄增长,Tet2敲除小鼠逐步发展为淋系白血病和髓系白血病。但Tet2在骨髓微环境中的作用仍不清楚。进一步研究发现,Tet2敲除的骨髓间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSC)更多处于G2/M分裂期,其细胞分裂时间缩短,生长速度加快。长周期培养-起始细胞实验表明,Tet2敲除的MSC支持造血干细胞扩增和髓系分化的能力增强。通过点杂交实验发现,Tet2敲除后,骨髓细胞DNA总甲基化水平升高。对Tet2缺失的骨髓细胞进行甲基化测序,结果表明:基因组转录调控区域等多个功能性结构域的甲基化水平明显升高。同时,敲除Tet2的MSC分泌IL-8、IL-18等炎性细胞因子的能力下降;敲除Tet2的MSC更多分泌促进造血干细胞髓系分化的GM-CSF和CCL-3等细胞因子。Tet2可以影响间充质干细胞造血支持作用,进而调节造血。     

造血干细胞及其应用研究进展

造血干细胞(hematopoietic stem cells, HSCs)是一类多能干细胞,位于特殊的造血微环境,主要存在于骨髓中。其能自我更新和多向分化为各种功能的血细胞,维持血液系统的建立和动态平衡。造血干细胞的这些重要特性以及造血干细胞移植在临床上的广泛应用,结合基因治疗和基因编辑技术的进步,使得基于造血干细胞治疗多种血液疾病和免疫疾病的基因治疗研究在近年来取得了很大的进展。该文将从造血干细胞生物学特征、来源、造血干细胞微环境的基础研究,以及造血干细胞基因治疗、自体造血干细胞移植治疗β-地中海贫血等方面的临床研究和应用进展进行综述。     

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。     

骨髓造血干细胞微环境

近来成体干细胞的研究进展为许多重大疾病的治疗带来了新的希望.造血干细胞 (hematopoietic stem cells, HSCs)是迄今认识到的最为典型的成体干细胞, 骨髓是干细胞研究的主要组织, 许多成体干细胞的概念及其基本特征源于对骨髓中造血干细胞的研究.近年来的重要进展之一是微环境对HSCs的调节功能, 干细胞微环境有准确的解剖学定位, 也是一个生理功能的基本单位, 整合介导机体对干细胞需求的反应信号, 从而调节干细胞的数量和命运.在病理条件下, 微环境仍然调节干细胞的功能, 因此对造血微环境的认识已成为干细胞研究的中心内容.现对骨髓造血干细胞微环境的组成、信号及修饰的研究进展进行综述, 为深入研究干细胞微环境的结构和功能提供背景资料.     

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。     

脐带间充质干细胞与再生障碍性贫血

再生障碍性贫血(aplastic anemia,AA)是由于物理、化学、生物或不明因素作用使骨髓造血干细胞和骨髓微环境严重受损,造成骨髓造血功能降低或衰竭,以全血细胞减少为主要表现的一组综合征。间充质干细胞(MSC)是属于中胚层的一类多能干细胞,主要存在于结缔组织和器官间质中。不仅具有多向分化潜能,还有多种免疫调节作用。许多研究表明MSCs抑制同种异体效应T淋巴细胞增殖,还能下调T淋巴细胞表面的活化分子CD25、CD38、CD69的表达。MSCs对DCs的分化、成熟和活化具有抑制作用,改变DCs的细胞因子分泌,使成熟的DCl分泌TNF-a减少,DC2分泌IL-10增加,从而抑制T淋巴细胞增殖。MSCs能够抑制IL-2和IL-15介导的NK细胞增殖,使IL-2刺激NK细胞分泌的IFN-y减少。通过这些机制来干预再生障碍性贫血,同时研究发现MSCs免疫原性较低。尤其脐带MSC,因为其独特优势,目前已经成为干细胞干预治疗AA的研究热点。     

间充质干细胞体外调控骨髓造血前体细胞向单核系分化

研究间充质干细胞(MSC)能否在体外调控造血。体外分离培养人骨髓来源的MSC,RT-PCR检测其造血生长因子的表达,并以其为饲养层细胞,接种骨髓单个核细胞(MNC),观察生长情况,并通过形态学观察和流式细胞术分析,鉴定细胞来源和分化方向。结果显示,MSC构成性表达SCF、Flt3L和M-CSF,不表达C-CSF和GM-CSF,在骨髓MNC和MSC共培养体系中,大约2周左右可以看到大量的圆形细胞粘附在梭型MSC上生长,细胞胞体为圆形,胞浆较丰富,胞核为圆形、半月型或肾型,部分细胞呈典型的单核细胞形态,流式细胞术分析该类细胞表达CDl4,不表达CDl5、CD41、glycophorin A、CD5和CDl9。表明不需要添加外源性造血生长因子,间充质干细胞能在体外调控骨髓造血前体细胞向单核系分化,其定向分化可能与MSC分泌造血生长因子及MSC与造血细胞间相互作用有关。     

稳态及衰老情况下骨髓微环境对造血干细胞的调控作用

稳态下,骨髓微环境(bone marrow microenvironment)被证实能通过多种信号通路和细胞因子调控造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSCs)的自我更新、增殖、分化和迁移能力以维持造血系统的稳定.在衰老过程中,HSCs功能受损会导致造血系统功能的退化以及年龄相关的免疫应答的...     

问充质干细胞体外调控骨髓造血前体细胞向单核系分化

研究间充质干细胞(MSC)能否在体外调控造血.体外分离培养人骨髓来源的MSC,RT-PCR检测其造血生长因子的表达,并以其为饲养层细胞,接种骨髓单个核细胞(MNC),观察生长情况,并通过形态学观察和流式细胞术分析,鉴定细胞来源和分化方向.结果显示,MSC构成性表达SCF、Flt3L和M-CSF,不表达G-CSF和GM-CSF,在骨髓MNC和MSC共培养体系中,大约2周左右可以看到大量的圆形细胞粘附在梭型MSC上生长,细胞胞体为圆形,胞浆较丰富,胞核为圆形、半月型或肾型,部分细胞呈典型的单核细胞形态,流式细胞术分析该类细胞表达CD14,不表达CD15、CD41、glycophorin A、CD5和CD19.表明不需要添加外源性造血生长因子,间充质干细胞能在体外调控骨髓造血前体细胞向单核系分化,其定向分化可能与MSC分泌造血生长因子及MSC与造血细胞间相互作用有关.     

辐射对造血微环境损伤在放疗中的意义

本文观察了500～3000rad、局部照射后一年内骨髓中CFU-S数的变化动态,同时了解造血微环境支持造血的功能之演变过程。实验发现,500rad照射后局部骨髓中CFU-S含量明显减少,恢复不稳定,同时造血微环境支持造血的功能亦有相类似的波形起伏的损伤修复过程。1000rad局部照射的骨髓中CFU-S有更显著的降低,恢复缓慢而不稳定,造血微环境支持造血的功能早期明显受损,以后虽有修复但不能恢复到正常水平。2000rad以上的X线照射可导致局部骨髓长期再生不良,造血微环境亦见剧烈而持久的功能缺陷,这一结果表明:局部照射后,屏蔽区正常造血干细胞不能在照射部位骨髓中正常种植增殖,其原因与局部造血微环境的功能障碍密切相关。     

生长因子诱导人脐带/胎盘间充质干细胞定向分化

近年来,间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)已成为干细胞领域的研究热点,其不仅支持造血系统,还可在特定的培养条件下向多种组织细胞分化。人脐带和胎盘来源的MSC取材容易,较骨髓间充质干细胞有更广泛的应用前景。本文就含有特定生长因子的培养基诱导人脐带MSC和人胎盘MSC定向分化的研究进展作一简要的综述。     

造血干细胞的代谢调控规律

造血干细胞(hematopoietic stem cells, HSCs)是成体一种非常重要的成体干细胞,能自我更新和分化形成所有血液细胞,并被广泛用于血液疾病的治疗。研究提示,诸多内在因素以及外在造血微环境因素对HSCs命运决定具有重要的调控作用,但是具体机制亟待阐明,同时这也是HSCs临床应用所亟需解决的问题。该综述总结了目前已有报道的HSCs代谢的主要特征和代谢调控机制:成体HSCs定位于相对低氧的骨髓微环境,并以糖酵解作为能量的主要来源,线粒体的氧化磷酸化在一定程度上也维持着HSCs干性;此外,脂类和氨基酸等营养物质代也对HSCs功能具有决定作用; MEIS1/HIF1A和ROS等信号参与了HSCs代谢特性和功能的维持。开发基于有限HSCs数量的新型精准代谢分析体系,有助于阐明HSCs不同营养物质的时空代谢规律。     

骨髓干细胞的可塑性研究进展

成体干细胞在体内特定的微环境或体外人工培养条件下具有极强的可塑性分化潜能,其主要功能是负责组织细胞的生理性更新和病理性修复．骨髓组织中包括产生所有成熟血细胞系的造血干细胞(HSCs)、多潜能成体祖细胞和能分化为骨、软骨、脂肪的间充质干细胞(MSCs),这些细胞时还有向造血和骨髓以外的其他类型的成熟细胞分化如神经、肌肉、皮肤、心、肝、肾、肺等分化的能力．对最近几年国内外关于骨髓干细胞可塑性的实验研究进展作简要综述．     

胚胎期造血干细胞发育的分子调控

造血干细胞是生物体所有血细胞的原始祖细胞,在维持血液系统长期稳定的同时,也是骨髓移植治疗恶性血液疾病的核心所在。因此,造血干细胞的体内发育和体外诱导扩增一直是倍受科学界关注的热点课题。该研究组以小鼠和斑马鱼为模型,从遗传调控和表观遗传修饰等角度阐释造血干细胞产生、维持和定向分化的分子调控机制;同时,揭示微环境在血液发生不同阶段的特异性调控作用。     

间充质干细胞对造血干/祖细胞分化为巨核细胞的影响

目的:探讨间充质干细胞(MSC)共培养对体外诱导脐带血单个核细胞来源的造血干/祖细胞生成巨核细胞的影响。方法:分离得到骨髓和脐带2种来源的MSC,并对它们进行表面标志和多向分化能力的鉴定,同时通过实时定量PCR及对RT-PCR产物的电泳分析,对比相同培养代数下2种MSC表达造血因子的情况;用梯度离心法分离得到单个核细胞,通过直接接触或Trans-well分隔的方式分别与MSC共培养,观察细胞增殖情况,并检测巨核系特异性的表面标志和相关基因的表达。结果:骨髓和脐带来源的MSC均分泌对巨核细胞增殖分化有促进作用的造血因子,与造血干/祖细胞直接共培养,对于巨核细胞的增殖有明显的促进作用,分化效果不明显;在非接触共培养的条件下,对巨核细胞的增殖及分化都产生促进作用,且骨髓来源的MSC较脐带来源的MSC效果更加明显。结论:MSC与脐带血造血干/祖细胞非接触培养,对其向巨核分化和增殖的促进作用明显,本实验所用的骨髓来源MSC促分化效果更好。本研究为今后进一步优化巨核系诱导分化体系奠定了基础,并对未来体外大规模制备巨核系祖细胞应用于临床治疗有一定的指导作用。     

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。