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创新实验申请书

项目编号

大连理工大学大学生创新性实验计划项目

申报书

项目名称：人源脐血造血干/祖细胞的体外扩增

项目负责人：

所在院系：化工学院化学工程系

指导教师：

申请时间：2009年6月29日

教务处制表

项目名称人源脐血造血干/祖细胞的体外扩增

申请经费10000元起止时间

负责人姓名院（系）专业班级学号联系电话化工学院化工英强

参

加

成

化工学院化工英强

员

指导教师姓名职称讲师学位工学博士单位大连理工大学化工学

院

联系方式

项目背景及研究意义（同类研究工作国内外研究现状与存在的问

题等）

数量稀少的造血干/祖细胞(Hematopoieticstem/progenitor

cells,HSPC

S

)是体内各种成熟血细胞的唯一来源，它主要存在于脐带血、骨髓

和外周血中。HSPCs在治疗贫血等血液疾病、白血病等癌症病人高剂

量放化疗后的造血重建、基因治疗和免疫治疗以及制备成熟血液产品

等方面有极重要的临床应用价值，因此多年来一直得到科研工作者和

临床医生的高度重视和关注。

脐带血是目前临床上HSPCs的重要来源，其富含更早期的HSPCs、

免疫原性弱、对异源性抗原产生的抗体少、成熟性T细胞较少、采集

和保存容易、无肿瘤细胞污染、对供者无损伤及副作用、CD34+

CD38?与CD34+CD33?的比例较高等一系列优点，使得与脐带血有

关的造血干/祖细胞的研究成为热点。

然而，脐带血中HSPCs的数量有限，无法满足临床移植的需要。

近年来不断发展的造血细胞体外扩增技术，希望能通过在短时间内扩

增细胞，来满足这一需求。但研究发现，添加大量细胞因子所扩增的

HSPCs常发生过度分化，输入体内后的移植效果不能令人满意。因此，

寻找更加合理的体外扩增手段，使造血细胞在体外大量扩增的同时，

又能保持其干/祖细胞的特性，是研究中要解决的关键问题。

自干细胞的增殖发育存在于微环境的假说被提出，大量研究证明

了干细胞生态位区的存在。低氧浓度也是骨髓造血niche区域的特征

之一，因此在HSPCs体外培养过程中，低氧环境也起到非常重要的作

用。Smith和Koller等应用3%-7%的低氧环境进行造血细胞的体外培

养，发现这些中度的低氧环境均能增加各系祖细胞的产率，且不影响

它们的分化与成熟。并推测是因为其氧

浓度接近于体内造血环境的氧含量，比在常氧条件下的培养体系

能减少氧自由基的形成或增加细胞因子的生成。孙冰等进行了低氧和

常氧条件下单核细胞和CD34+细胞的半固体和液体培养，计细胞总数

和集落产率，发现体外低氧环境能显着增加CD34+造血干/祖细胞形

成红系祖细胞的产率，且使其对细胞因子的依赖性降低，并对早期红

系祖细胞的维持有增强作用。体内造血过程是一个非常复杂而周密的

调节系统,低氧所致造血细胞增殖、分化和凋亡的改变是由一系列细胞

内信号转导、各种生物化学反应及相关基因表达改变的综合结果。

有关微囊化基质细胞与造血干细胞共培养的研究，刘洋等在旋转

壁式反应器中进行了微囊化骨髓间充质干细胞支持脐血造血干/祖细胞

体外扩增研究。但是到目前尚没有在低氧环境中采用微囊化的方法包

埋CD34+细胞进行体外扩增的报道。本研究正是基于目前对CD34+

细胞和造血生态位区的必威体育精装版认识，从工程学的角度设计出一种利用微

囊化的CD34+细胞在低氧环境下培养的策略，实现造血干/祖细胞的

有效体外扩增。

研究内容和拟解决的关键问题

研究内容：

1）人源脐血造血干/祖细胞（HSPCs）的体外分离和培养

将从健康足月分娩产妇采集到的脐带血(含抗凝剂)缓慢叠加到

Ficoll淋巴分离液上，两者体积比为1:1~2:1。然后，进行密度梯度离

心(2500r?min?1，25min)，吸取中间白膜层。将吸取到的细胞用含

有10%胎牛血清的D-Hank’s平