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造血干细胞的研究进展 常灏 (中央民族大学 生命与环境科学学院 生物科学 北京 100081)∗ 摘要 干细胞研究是一门新兴的学科。经过 50 多年的努力，造血干细胞的研究已经成为当今生物医学领 域中发展最快的领域。文章从造血干细胞的生物学特征入手，介绍了造血干细胞的来源、分离纯化和检测 方法、以及 “可塑性”等方面的研究情况，并详细说明了一些主要的造血干细胞表面标志。最后，着重阐 述了造血干细胞在干细胞移植、细胞治疗和基因治疗等方面的临床应用和前景。 关键词 干细胞 造血干细胞 表面标志 造血干细胞移植 基因治疗 引言 造血干细胞是发现最早、研究最深入、应用最广泛的一种成体干细胞，具有自我更新和多向分化 潜能。从造血干细胞的生物学特征、来源、分离纯化和检测方法、“可塑性”研究，以及造血干细胞的临 床应用等方面，概述了造血干细胞的研究进展，并对造血干细胞的表面标志和造血干细胞移植做了较为详 细的阐述。从而使读者对造血干细胞的研究情况有一个整体的了解。 1 造血干细胞的生物学特征 目前，大多数生物学家和医学家认为，干细胞是来自于胚胎、胎儿或成体内具有在一定条件下无限制 自我更新与增殖分化能力的一类细胞，能够产生表现型与基因型和自己完全相同的子细胞，也能产生组成 机体组织、器官的已特化的细胞，同时还能分化为祖细胞。[1] 造血干细胞（Hematopoietic Stem Cell,HSC)是一小群具有高度的自我复制和多向分化潜能的最原始的 造血细胞。[1]这就是说，造血干细胞具有两个重要的特征：其一，高度的自我更新或自我复制能力；其二， [2] 可分化生成所有类型的血细胞。 在发生学上，造血干细胞属于成体干细胞的一种。又因其可分化出至少 12 种血细胞，所以造血干细胞是一种多能的干细胞。 正常情况下，造血干细胞经过不对称性有丝分裂形成两个子代细胞。其中一个仍维持造血干细胞的全 部特征，即自我更新(self-renewal)。 自我更新使得干细胞池的大小(干细胞数量)和质量维持不变，因而又 称为自我维持(self-maintenance)。另一个子细胞可能由于基因表达模式发生改变而使得细胞特征出现变化， 从而逐步走上分化的道路。现已知道，造血干细胞不是纯一的细胞群体，而是由不同年龄等级的干细胞组 成。这些不同年龄等级的干细胞的表面抗原、免疫表型和粘附分子的表达不一，生物学特性也有一定的差 异。[3] 2 造血干细胞的来源 胚胎造血与出生后的较单一、固定的骨髓造血不同，它伴随着生长发育而不断变换造血部位。一般认 为，随着胚胎发育过程中造血中心的转移，其造血过程相继分为三个阶段，即胚胎外造血期——卵黄囊造 血期（人胚第 13~16 天）、胎肝造血期（人胚第 6 周至第 5 个月）和骨髓造血期（胚胎第四 4 个月开始至 终生）。但有学者认为成体造血干细胞来源于胚胎的背主动脉区，因为能够重建成体各系造血的造血干细 胞最早出现在鼠胚第 10 天的主动脉-性腺-中肾（AGM ）区。而卵黄囊只是一种一过性的造血组织，不是 胚胎发育过程中的第一个造血中心。至于骨髓造血干细胞，有人认为其来源于胎肝造血干细胞的迁移，也 有人认为其来源于上述的AGM 区，目前尚无定论。[2] 3 研究造血干细胞的技术 3.1 造血干细胞的表面标志 [4] 造血干细胞在细胞大小上类似于小淋巴细胞，细胞密度一般小于 1. 066g/ml 。 因此，至今仍不能单纯 从形态学上来识别造血干细胞。而要对造血干细胞进行研究，首先必须能把它从造血组织中分离出来。最 常用的方法就是利用造血干细胞表面的标志蛋白对其进行分离。 3.1.1 表面标志 人的造血干细胞表面标志包括CD34+ － － + + + + 、CD38 、Lin 、Thy-1 、Sca-1 、HLA-DR 、LFA-1 、CD45RA ∗指导教