造血干細胞研究進展

【摘要】 造血干細胞又稱多能干細胞，是存在于造血組織中的一群原始造血細胞。本文綜述了造血干細胞自我更新或自我維持能力、高度增殖潛能、多向分化潛能等生物特性，造血干細胞的免疫表型特點，以及造血干細胞在移植，基因治療等方面的應用。

【關鍵詞】造血干細胞生物特性免疫表型應用

【Abstract】Hematopoieticstemcellsknownaspluripotentstemcells，ispresentinthebloodinagroupofprimitivehematopoieticcells，thehematopoieticlivercellself-renewalorselfmaintenanceability，highproliferationpotentialanddifferentiationandotherbiologicalcharacteristics，characteristicsoftheimmunephenotypeofhematopoieticcellsoftheliver，liverandhematopoieticcellsintransplantation，genetherapyandotherapplicationsthe.

【keywords】hematopoieticlivercell，biologicalcharacteristics，immunophenotype，application

【中圖分類號】R9145.73【文獻標識碼】B【文章編號】1004-4949（2014）10-0773-01

一前言

人體血液含有6種主要血細胞群體：紅細胞、淋巴細胞、粒細胞、單核細胞、巨噬細胞和血小板，其主要功能包括運輸氧氣、執行免疫防御功能和止凝血功能等重要生命活動。目前已知，造血干細胞（HSC）是維持體內血細胞數量穩定最重要的細胞群體，因而它自身必然受到細胞內外環境因素的嚴密調控。HSC是存在于造血組織中的一群原始造血細胞，是一切血細胞的原始細胞。由其巨大的基礎意義和臨床應用前景，HSC一直是生命科學研究領域中的重點和熱點，并隨后成為成體干細胞研究領域的重要范式。

二本論

2.1HSC生物特性

HSC是體內各種血細胞的唯一來源存在于骨髓、臍血和外周血中，具有自我更新、高度增殖潛能、多向分化潛能和異質性。

1〉自我更新

正常情況下，HSC經過不對稱性有絲分裂形成兩個子代細胞。其中一個仍維持HSC的全部特征，即自我更新。自我更新使得干細胞池的大小和質量維持不變，因而又稱為自我維持。另一個子細胞在有絲分裂過程中特征發生改變逐漸走向分化的途徑，成為不同譜系的祖細胞、前體細胞和成熟的血細胞，替代消耗或衰老的細胞，從而維持循環的各種血細胞的數量。

2〉高度增殖潛能

在骨髓中，HSC約占骨髓細胞的0.05%，且大多數處于G0期。正常生理情況下，僅需不足10%的HSC處于增殖狀態就足以維持機體恒定造血[1]。放、化療造成造血細胞群明顯耗竭或在某些細胞因子和HSC動員劑等因素作用下，HSC能大量地分裂，從而有更多的HSC進入細胞周期。

3〉多向分化潛能

HSC不僅可分化為各系統的血細胞系，如紅細胞系、粒細胞系、單核-吞噬細胞系、巨核細胞系以及淋巴細胞系，還具有可塑性，可向某些非造血細胞轉化[2]，如神經細胞、骨骼肌細胞及血管內皮細胞等。

4〉異質性

多年以來，圍繞HSC所開展的各種表型、體內與體外增殖分化特性的研究得出了不盡一致的的結果。而導致各種差異結果的原因除實驗方法的差異外，還源自于HSC的來源和HSC本身的異質性。來源于不同部位的HSC因其環境因素的影響其生物學行為亦發生了相應改變。采用不同方法獲取HSC其特性亦會因各種隨機事件的影響而變化。同一種系的不同個體亦存在較大的個體差異，以致于有專家認為沒有兩個HSC是完全相同的。

2.2HSC的免疫表型特點

HSC是不均一的細胞群體，包括全能HSC、多能HSC、寡能HSC和單能HSC。由于缺乏直接的形態學特征，僅能借助于HSC的表面抗原的表達的差異，對HSC進行分離純化及性能的研究。近年來，隨著干細胞表面標志的研究不斷深人，以及細胞分選技術的發展，使得該領域的研究獲得了飛速的發展。但是，多能HSC的表型特征仍有待進一步確定。在HSC的增殖和分化過程中，順序表達一些細胞表面抗原及其它細胞標志物，主要包括CD2、CD3、CD7、CD9、CD10、CD11b、CD13、CD18、CD29、CDW32、CD33、CD38、CD41、CD15、HLA-VR、CD48、CD54、CD58、CD71、VIM-3C、7B9ThyL、C-kit、VLA-4及SBA和麥胚凝集素（WGA）受體等[3]。

迄今為止，大部分的研究表明，骨髓HSC主要存在于CD34+的細胞群體。CD34抗原主要分布在自原始干細胞到定向祖細胞的不同分化階段的造血細胞膜表面。研究表明CD34抗原于第Ⅰ代干細胞的細胞膜表面表達最強，隨著造血細胞的分化成熟，細胞膜表面的CD34抗原的表達呈下降趨勢。CD34+細胞是一組處于不同分化階段的異質性細胞群，高表達CD34抗原的HSC可隨機地定向分化為髓系或淋巴系細胞。

2.3HSC應用

1〉移植

HSC移植是通過將骨髓細胞移植給患者或者將從外周血、臍帶血中分離的HSC，經體外培養擴增后移植給患者，用于重建或恢復受者的造血功能和免疫功能。該技術已經逐漸成熟并且得到廣泛的應用。目前，HSC的移植包括自體移植和異體移植。自體移植又分為自體骨髓干細胞移植、自體外周血干細胞移植；異體移植有異體骨髓干細胞移植、臍帶血HSC移植[4]。

2〉基因治療

基因治療是指將外源基因或核酸導入人體防治疾病的一種技術和治療方法。為了使帶有目的基因的細胞在病人體內長期或永久地表達，必須選一種能在體內自我更新或自我維持的永不消亡的細胞作為宿主細胞。HSC因其能自我更新、多向分化，在體內常態造血過程中永不耗竭，同時在分化過程中能保持基因組DNA的相對穩定，從而成為某些疾病基因治療的一種理想靶細胞。

HSC基因治療屬于體細胞基因治療和離體基因轉移途徑。由于HSC比較容易從體內獲得、離體培養處理和回輸體內，使之成為基因治療的理想目標。干細胞的“可塑性”給予HSC基因治療注人了新的活力。與HSC相比，非造血系統的干細胞可能會在體外更大限度地增殖而不伴隨分化，是造血紊亂基因治療的潛在靶細胞源[5]。目前，HSC基因治療已有比較廣泛的應用。

三結論

近年來，隨著HSC相關技術的不斷發展和完善，越來越多的曾被稱為“不治之癥”的頑疾逐漸被攻克，但這還不是成熟的技術，只有一小部分進入臨床應用，相當大的部分還處在研究中，這是由于仍然存在著大量問題，如移植適應證的確定、移植對受者長期生存質量的影響、造血生長因子動員干細胞后對供者的遠近期影響、干細胞體外擴增回輸體內后的安全問題等。但隨著研究的進一步深入，必將全面揭示HSC的巨大潛力和廣闊的臨床應用前景。

參考文獻

[1]白旭華.造血干細胞研究進展[J].內蒙古大學學報（自然科學版），2004，19（4）：422～424.

[2]ZubairAC，SilbersteinL，RitzJ.Adulthematopoieticstemcellplasticity[J].Transfusion，2002，42（8）：1096～1101.

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[4]原麗.造血干細胞移植進展[J].山西醫科大學學報，2005，36（30）：337～380.

[5]張艷麗，楊克恭，陳松森.造血干細胞基因治療研究進展[J].生命的化學，2002，22（3）：253～255.