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公司新闻
造血干细胞发育的微环境的改变
点击次数：2093发布时间：2018/1/22 10:20:11
哺乳动物造血发生部位随着胚胎发育而逐步改变, 大致依次经历卵黄囊–主动脉–性腺–中肾区 (aorta-goand mesonephros, AGM)–胚肝, 最终定居在骨髓的过程。此外, 在AGM到胚肝的过程中, 胎盘中也有大量的造血干细胞参与了造血过程。随着造血过程发生部位的改变, 造血干细胞的微环境 (Niche)也随之改变。在不同的微环境中, 具有造血能力不同干细胞的造血能力也有不同。例如, 卵黄囊区的造血祖代细胞(hemangioblast)直接分化发育出大量的红细胞, 以支持胚胎发育过程的氧气运输, 很少分化出其他类型的血液细胞; AGM区的造血干细胞则可以在“自我更新”的同时分化出少量的前体细胞; 在胚肝中, 造血干细胞分化出更多的各种类型的前体细胞; 最终在骨髓中, 造血干细胞稳定地分化为各个谱系成熟的具有功能的细胞。此外, 在胚肝中造血干细胞大部分处于细胞周期中, 而骨髓中的造血干细胞大部分则处于静止状态。这些变化反映了造血干细胞逐步成熟的过程, 以及支持造血干细胞发育的微环境的改变。
1986年, Weissman实验室首先从小鼠骨髓中分离出了造血干细胞, 发现HSC存在于Lin– 、Thy- 1low、Sca-1+ 细胞中; 在1991年他们又通过限制稀释和单细胞实验证明了在上述细胞群中, 大约每39个细胞中就有一个LT-HSC, 能够分化成各个谱系的克隆。1988年, Spangrude等将分离得到的HSC分为三类: 长效造血干细胞(long-term HSC, LT-HSC)、短效造血干细胞(short-term HSC, ST-HSC)和多潜能干细胞(multi-potent progenitor, MPP)。1996年, Osawa等利用单细胞移植造血重建实验, 证明了单个 Lin– 、Sca-1+ 、c-Kit + 、CD34low/– 细胞就能够重建小鼠的造血系统。目前, 在小鼠中比较公认的HSC分化谱系如图1所示: 首先, 在骨髓中存在着比较原始的、具有自我更新能力的造血干细胞(HSC)。HSC 又可以进一步分为长效造血干细胞(LT-HSC)和短效造血干细胞(ST-HSC)。其中, LT-HSC终生具有“自我更新”的能力, 而ST-HSC只保有有限的“自我更新”的功能。多潜能干细胞(MPP)可以分化为共同淋巴系前体细胞(common lymphoid progenitors, CLP) 和共同髓系前体细胞(common myeloid progenitors, CMP)它们都是已经决定的祖细胞, 已经失去“自我更新”的能力, 但是可以分化为整个淋巴系或者髓系之中的任意类型的细胞。CLP继续分化可以形成T细胞前体细胞(Pro-T)、B细胞前体细胞(Pro-B) 以及NK细胞前体细胞(Pro-NK), 最终发育为成熟的T细胞、B细胞和NK细胞。另一个分支中, CMP 可以继续分化产生“粒细胞/单核细胞前体细胞 (granulocytic/monocytic-restricted progenitors, GMP)” 和“巨核细胞/红细胞前体细胞(megakaryocytic/ erythroid progenitors, MEP)”。GMP继续分化成粒细胞(granulocytes)和巨噬细胞(macrophages); 其中, 粒细胞又分为嗜酸性粒细胞(eosinophils)、嗜中性粒细胞(neutrophils)和嗜碱性粒细胞(basophils); MEP则分化为巨核细胞(megakaryocyte)、红细胞(erythrocyte) 和血小板(platelet)。而树突细胞(dendritic cells)则可以由CLP和MEP两种来源的细胞分化而来。
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