1、什么是造血干细胞?干细胞是具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞,是机体的起源细胞,是形成人体各种组织器官的始祖细胞。
造血干细胞是所有造血细胞和免疫细胞的起源细胞,具有自我更新、多向分化和归巢(即定向迁移至造血组织器官)潜能。它不仅可分化为红细胞、白细胞和血小板,有研究发现,造血干细胞还可跨系统分化为多种组织器官的细胞,因此是多功能干细胞。
2、造血干细胞可以再生吗?骨髓是存在于长骨(如肱骨、股骨)的骨髓腔和扁平骨(如髂骨)的稀松骨质间网眼中的海绵状组织。能产生血细胞的骨髓略呈红色,称为红骨髓。
人出生时,红骨髓充满全身骨髓腔,随着年龄增大,脂肪细胞增多,相当一部分红骨髓被黄骨髓取代,最后几乎只有扁平骨骨髓腔中有红骨髓。造血干细胞主要栖息于红骨髓中,可以经血流迁移到外周血液循环中。
当人体因大量失血、严重贫血等需要大量造血,或因捐献造血干细胞而使工作中的骨髓造血干细胞数量减少时,人体的黄骨髓会迅速转化为红骨髓制造造血干细胞,造血干细胞的造血功能可增至正常情况下的6~8倍,数量也会在很短的时间内恢复正常。3、骨髓每天可制造多少克血细胞?红骨髓是人体的主要造血器官,它能生成红细胞、粒细胞、单核细胞、血小板及部分淋巴细胞,造血干细胞主要栖息于红骨髓中。
根据造血细胞动力学估算:一般情况下,一个体重为50公斤的健康成人的骨髓每天可生成20*个红细胞,11.5*个粒细胞,12*个血小板,这些血细胞的总重量约为200克,每年新生的血细胞约合重量相当于自身体重的1.5倍。4、所有造血干细胞都参与日常造血活动吗?正常情况下,人体内的红骨髓中栖息着大量的造血干细胞。
但是,平时只有约5%的造血干细胞参与造血活动,制造维持人体正常生命活动所需的血细胞,而另外95%的造血干细胞则处于静止休眠和备战状态。当人体因大量失血等需要大量造血,或因捐献造血干细胞而使工作中的骨髓造血干细胞数量减少时,处于休眠和备战状态的造血干细胞,会马上活跃起来参加造血活动。
5、什么是造血干细胞移植?适龄、健康的公民捐出自己正常的造血干细胞,输注到原已衰竭或摧毁造血功能和免疫功能的患者体内,重建患者的造血功能和免疫功能,达到治疗某些疾病的目的,此过程称为造血干细胞移植。6、“骨髓”移植的实质是造血干细胞移植吗?造血干细胞主要来源于骨髓血、外周血、脐带血。
造血干细胞移植是骨髓血造血干细胞移植、外周血造血干细胞移植、脐带血造血干细胞移植等造血干细胞移植的统称。通常所说的骨髓移植,其实质是采集骨髓血移植造血干细胞,是造血干细胞移植方式之一。
7、造血干细胞移植能治疗哪些疾病?造血干细胞移植可治疗恶性血液病,骨髓功能衰竭,部分非血液系统恶性肿瘤,部分遗传性疾病等近百种严重的致死性疾病。包括白血病、恶性淋巴瘤、再生障碍性贫血、骨髓增生异常综合征、多发性骨髓瘤、急性放射病、骨髓纤维化、阵发性睡眠性血红蛋白尿、自身免疫性疾病、实体瘤、先天性疾病或遗传性疾病等。
8、造血干细胞移植有几类?根据造血干细胞采集途径不同,可分为骨髓血造血干细胞移植、外周血造血干细胞移植、脐带血造血干细胞移植。中华骨髓库目前主要通过外周血采集造血干细胞。
根据造血干细胞个体来源不同,可分为同基因、异基因和自体造血干细胞移植。9、什么是HLA?HLA即人类白细胞抗原(Human Leukocyte Antigen),存在于人体的各种有核细胞表面。
它是人体生物学“身份证”,由父母遗传;能识别“自己”和“非己”,并通过免疫反应排除“非己”,从而保持个体完整性。10、捐献者和患者为什么要进行HLA 配型?由于不同种族、不同个体的HLA存在差异,必须采用一定的方法对捐献者和患者的HLA型别进行配型确定,从而选择与患者HLA相匹配的捐献者进行移植。
所以HLA在造血干细胞移植的成败中起着决定性作用,是造血干细胞移植治疗成功的关键。11、兄弟姐妹的HLA相合率是多少?同卵(同基因)双生兄弟姐妹间HLA相合率为100%,非同卵(异基因)双生或亲生兄弟姐妹间HLA相合率为25%。
12、非血缘关系捐受的HLA相合率是多少?人类非血缘关系的HLA相合率是几百分之一到几万之一,在较为罕见的HLA型别中,相合的几率只有几万分之一甚至几十万分之一。中国独生子女家庭普遍,在血缘关系中找到相合供者的机会很小,造血干细胞移植主要依靠在非血缘关系供者中寻找相合供者。
造血干细胞(hemopoietic stem cell)又称多能干细胞。是存在于造血组织中的一群原始造血细胞。也可以说它是一切血细胞(其中大多数是免疫细胞)的原始细胞。由造血干细胞定向分化、增殖为不同的血细胞系,并进一步生成血细胞。人类造血干细胞首先出现于胚龄第2~3周的卵黄囊,在胚胎早期(第2~3月)迁至肝、脾,第5个月又从肝、脾迁至骨髓。在胚胎末期一直到出生后,骨髓成为造血干细胞的主要来源。具有多潜能性,即具有自身复制和分化两种功能。在胚胎和迅速再生的骨髓中,造血干细胞多处于增殖周期之中;而在正常骨髓中,则多数处于静止期(G0期),当机体需要时,其中一部分分化成熟,另一部分进行分化增殖,以维持造血干细胞的数量相对稳定。造血干细胞进一步分化发育成不同血细胞系的定向干细胞。定向干细胞多数处于增殖周期之中,并进一步分化为各系统的血细胞系,如红细胞系、粒细胞系、单核-吞噬细胞系、巨核细胞系以及淋巴细胞系。由造血干细胞分化出来的淋巴细胞有两个发育途径,一个受胸腺的作用,在胸腺素的催化下分化成熟为胸腺依赖性淋巴细胞,即T细胞;另一个不受胸腺,而受腔上囊(鸟类)或类囊器官(哺乳动物)的影响,分化成熟为囊依赖性淋巴细胞或骨髓依赖性淋巴细胞,即B细胞。并分别由T、B细胞引起细胞免疫及体液免疫。如机体内造血干细胞缺陷,则可引起严重的免疫缺陷病。
干细胞(英语:Stem cells)是原始的未分化的细胞,它是有潜力保留了分化出其它细胞类型的能力。这一能力使得干细胞能够担当身体的修复系统,只要生物还活着,就补充其它细胞。医学研究者认为干细胞研究(也称为再生医学)有潜力通过用於修复特定的组织或生长器官,改变人类疾病的应对方法。但是美国政府的National Institutes of Health报告指出,「重要的技术障碍仍然存在,通过几年的集中研究才能克服
干细胞的种类
干细胞按能力可以分为以下四类:
全能干细胞,由卵和精细胞的融和产生。受精卵细胞前几次分裂所产生的细胞也是全能干细胞。这些细胞可以无例外地生长出任何细胞类型。
万能干细胞,是全能干细胞的后裔,可以生长出除全能干细胞以外的任何细胞类型。
多能干细胞,只能产生一族密切相关的细胞(例如血细胞,包括红血细胞、白血细胞和血小板)。
专一性干细胞,只能产生一种细胞类型;但是,具有自更新属性,将其与非干细胞区分开。
干细胞还可以依照来源来区分,见下节。
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干细胞的来源
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脐带血干细胞
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成人干细胞
成人干细胞或是可以称作体干细胞(somatic stem cells)。是指存在於各种特定的器官中,具有分化能力的未分化细胞。在目前,已经有上百例被应用在医疗上。例如在肠道或是皮肤等,都具有特定的干细胞,分化并且增殖来取代老化或是死亡的细胞。
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胚胎干细胞
胚胎干细胞是从胚泡(由50-100个细胞组成的早期胚胎)未分化的内部细胞团中得到的干细胞。它们是万能的,意味着它们可以发育成为身体内200多种细胞类型中的任何一种。胚胎干细胞现在的研究阶段仍是刚起步。许多研究仍建立在人类以外之动物模式。例如老鼠、牛或是羊等。在人类的胚胎干细胞因为干细胞的取得来源涉及道德伦理上的约束,在干细胞株上的建立有所争议。(因为干细胞株必须取得人类胚胎,在经过培养纯化等。因此许多人认为干细胞株视同为人的一部份)
骨髓bonemarrow是液状柔软的富于血管的造血组织,隶属于结缔组织。
存在于长骨骨髓腔及各种骨骨松质的的网眼中。 在胚胎时期和婴幼儿,所有骨髓均有造血功能,由于含有丰富的血液,肉眼观呈红色,故名红骨髓。
约从六岁起,长骨骨髓腔内的骨髓逐渐为脂肪组织所代替,变为黄红色且失去了造血功能,叫做黄骨髓。 成人的红骨髓仅存于骨松质的网眼内。
在某些特殊情况下,如严重贫血时,黄骨髓能“见风使舵、摇身一变”,成为具有造血功能的红骨髓。 骨髓位于骨髓腔中,约占体重的4%-6%,是人体最大的造血器官。
骨髓分为红骨髓(redbonemarrow)和黄骨髓(yellowbonemarrow)。 胎儿及婴幼儿时期的骨髓都是红骨髓,大约从5岁开始,长骨干的骨髓腔内出现脂肪组织,并随年龄增长而增多,即为黄骨髓。
成人的红骨髓和黄骨髓约各占一半。红骨髓主要分布在扁骨、不规则骨和长骨骺端的骨松质中,造血功能活跃。
黄骨髓内仅有少量的幼稚血细胞,故仍保持着造血潜能,当机体需要时可转变为红骨髓进行造血。 红骨髓主要由造血组织和血窦构成。
1.造血组织主要由网状结缔组织和造血细胞组成。网状细胞和网状纤维构成造血组织的网架,网孔中充满不同发育阶段的各种血细胞,以及少量造血干细胞、巨噬细胞、脂肪细胞和间充质细胞等。
目前认为,造血细胞赖以生长发育的内环境也就是造血诱导微环境()极为重要。 骨髓造血诱导微环境包括骨髓神经成分、微血管系统及纤维、基质以及各类基质细胞组成的结缔组织成分。
基质细胞(stromalcell)是造血微环境中的重要成分,包括有网状细胞、成纤维细胞、血窦内皮细胞、巨噬细胞、脂肪细胞等。一般认为,骨髓基质细胞不仅起支持作用,并且分泌体液因子,调节造血细胞的增殖与分化。
发育中的各种血细胞在造血组织中的分布呈现一定规律。幼稚红细胞常位于血窦附近,成群嵌附在巨噬细胞表面,构成幼红细胞岛(erythroblasticislet)(图5-9);随着细胞的发育成熟而贴近并穿过血窦内皮,脱去胞核成为网织红细胞。
幼稚粒细胞多远离血窦,当发育至晚幼粒细胞具有运动能力时,则借其变形运动接近并穿入血窦。 巨核细胞常常紧靠血窦内皮间隙,将胞质突起伸入窦腔,脱落形成血小板。
这种分布状况表明造血组织的不同部位具有不同的微环境造血诱导作用。 2.血窦由动脉毛细血管分支而成。
血窦腔大而迂曲,最终汇入骨髓的中央纵行静脉。血窦形状不规则。
窦壁衬贴有孔内皮,内皮基膜不完整,呈断续状。 基膜外有扁平多突的周细胞覆盖,当造血功能活跃,血细胞频繁穿过内皮时,覆盖面减小。
血窦壁周围和血窦腔内的单核细胞和巨噬细胞,有吞噬清除血流中的异物、细菌和衰老死亡血细胞的功能。
干细胞(英语:Stem cells)是原始的未分化的细胞,它是有潜力保留了分化出其它细胞类型的能力。
这一能力使得干细胞能够担当身体的修复系统,只要生物还活着,就补充其它细胞。医学研究者认为干细胞研究(也称为再生医学)有潜力通过用於修复特定的组织或生长器官,改变人类疾病的应对方法。
但是美国政府的National Institutes of Health报告指出,「重要的技术障碍仍然存在,通过几年的集中研究才能克服 干细胞的种类 干细胞按能力可以分为以下四类: 全能干细胞,由卵和精细胞的融和产生。 受精卵细胞前几次分裂所产生的细胞也是全能干细胞。
这些细胞可以无例外地生长出任何细胞类型。 万能干细胞,是全能干细胞的后裔,可以生长出除全能干细胞以外的任何细胞类型。
多能干细胞,只能产生一族密切相关的细胞(例如血细胞,包括红血细胞、白血细胞和血小板)。 专一性干细胞,只能产生一种细胞类型;但是,具有自更新属性,将其与非干细胞区分开。
干细胞还可以依照来源来区分,见下节。 [编辑] 干细胞的来源 [编辑] 脐带血干细胞 [编辑] 成人干细胞 成人干细胞或是可以称作体干细胞(somatic stem cells)。
是指存在於各种特定的器官中,具有分化能力的未分化细胞。在目前,已经有上百例被应用在医疗上。
例如在肠道或是皮肤等,都具有特定的干细胞,分化并且增殖来取代老化或是死亡的细胞。 [编辑] 胚胎干细胞 胚胎干细胞是从胚泡(由50-100个细胞组成的早期胚胎)未分化的内部细胞团中得到的干细胞。
它们是万能的,意味着它们可以发育成为身体内200多种细胞类型中的任何一种。胚胎干细胞现在的研究阶段仍是刚起步。
许多研究仍建立在人类以外之动物模式。例如老鼠、牛或是羊等。
在人类的胚胎干细胞因为干细胞的取得来源涉及道德伦理上的约束,在干细胞株上的建立有所争议。 (因为干细胞株必须取得人类胚胎,在经过培养纯化等。
因此许多人认为干细胞株视同为人的一部份)。
造血干细胞的检测方法:由于具有自我更新和多向分化这两个基本特点,所以在判定时必须同时满足这两个条件,需要所用的方法能够同时反映这两个指标。
体内长期多系重建造血研究噬判断造血干细胞最直接、最可靠的方法,对动物较为方便,而对人造血干细胞的研究则在很大程度上需要通过体外测试间接反映。 目前主要通过功能实验来检测造血干细胞。
脾结节形成单位(CFU-S)测定法 只适用于啮齿类动物。是检测小鼠造血干细胞的经典方法。
其测定小鼠造血干细胞在脾脏定居和形成集落的能力。给受致死剂量照射的小鼠输入同种骨髓细胞,在第8天和第14天计数小鼠脾脏表面的集落。
每一个集落均是由一个造血干细胞增殖分化来的,而且输入的骨髓细胞数与生成的脾结节具有良好的线性关系。通常第14天的CFU-S比第8天更原始。
长期重建实验和骨髓再植测试 长期重建实验(long-term trpopulating/reconstituting assay,LTRA)和骨髓再植测试(marrow repopulating assay,MRA) 是将造血干细胞输注给受致死剂量照射的小鼠或SCID小鼠,观察各系的长期造血重建或骨髓再植重建髓系造血的情况。 具有长期多系造血重建能力的细胞成为长期重建细胞LTRC,而具有定居于受照小鼠骨髓并重建髓系造血能力的细胞称为骨髓再植能力细胞,其比LTRC成熟但早于12天的CFU-S。
有实验证实,LTRC是一种比CFU-S更早的造血干细胞。由于人的造血干细胞可植入SCID小鼠,所以用SCID小鼠移植通常用来检测人的造血干细胞。
但其对检测人的造血干细胞活性存在一些限制,因这些小鼠在12个月内死亡而是长期观察及次级移植实验有一定难度。另外,其淋巴器官缺陷,在SCID小鼠体内人造血细胞向淋巴系分化受到影响。
由于这些限制,确切地将这种细胞称为SCID小鼠再植细胞(SCID repopulating cell,SRC)。 如果在SCID小鼠体内植入人的胚胎期胸腺组织制成SCID-hu模型后再进行造血干细胞的移植,便可以弥补SCID小鼠不能观察淋巴系造血重建的缺陷。
胎羊宫内移植模型 在人造血干细胞检测的动物模型中,最为可靠的是绵羊子宫内胎羊移植系统。该系统是在胎羊免疫系统发育前于子宫内将人的造血细胞植入绵羊的胚胎,在绵羊出生后,通过追踪其体内人的造血细胞及其各系的分布来判断移植的细胞是否具有长期重建多系造血的能力。
这一系统不仅能进行长期观察,而且可进行次级受者移植研究。 竞争性再植实验(competitive repopulating assay) 是一种相对定量检测LTRC的方法,它是将带有不同遗传学标志的两种造血干细胞同时输注给经致死剂量照射的小鼠,在这种情况下,那种成熟细胞含量高或造血干细胞存在某种缺陷的群体将会受到抑制,从而观察不同来源造血干细胞的长期造血重建能力的差别以及某些因素对造血干细胞造血重建能力的影响。
这种具有长期重建造血能力的细胞称为竞争性再植单位(CRU) 体外克隆实验 通过模拟体内的造血环境和造血过程可在体外观察造血干细胞的增殖和分化,从而判断细胞是否具有产生造血祖细胞并分化为多个造血细胞系的能力,进而间接反映造血干细胞的存在。 目前用来检造血干细胞和早期造血祖细胞得体外克隆实验包括: 长期培养启动细胞LIC-IC实验 long-term culture initiating cells, LTC-IC 延长的长期培养启动细胞LIC-IC实验 extended long-term culture initiating cells, LTC-IC 高增殖潜能集落形成细胞实验HPP-CFC high proliferative potential colony forming cell, HPP-CFC 卵石样区域形成细胞实验CAFC cobblestone area-forming cell, CAFC 原始细胞集落形成细胞测试CFC-BI, blast colony forming cell, CFC-BI 混合集落培养法CFU-Mix,colony forming unit-mix, colony forming unit-granulocyte, eythrocyte, macrophage ,megakaryocyte, CFU-GEMM LIC-IC是指在骨髓基质细胞的支持下生长35-60天所产生的集落称为LTC-IC ELTC-IC是指生长60-100天所产生的集落称为ELTC-IC HPP-CFC是指在体外半固体培养10-12天后形成的大集落,其在体内对细胞毒药物5-FU不敏感,具有向髓系和淋巴系分化的潜能,对多种细胞因子有反应性。
通常认为其比LTRC更成熟,相当于第28天的CAFC和MRA。 CAFC是一种基于Dexter体系的微型基质依赖骨髓培养法,它是将骨髓细胞接种于受致死剂量照射的基质细胞层上培养10-28天,观察卵石样造血区域形成情况。
CFC-BI是一种早期造血细胞,其在体外适当的条件下半固体培养18-32天后,形成由形态上未分化细胞组成的小集落(大于25个细胞)。 这种细胞具有高度再克隆能力和自我更新潜能,并有生多系定向祖细胞的能力,其在分化程度上相当于HPP-CFC或更早。
CFU-Mix是半固体培养12-16天后形成的含有粒、红、巨噬和巨核多个造血细胞系列的集落。这些细胞大致相当于较晚期的CFU-S,比LTRC成熟。
虽然各种体外实验可部分反映造血干细胞的情况,但当前的各种体外检测方法均无法观察造血干细胞向淋巴系的分化,即无法判断这些细胞是否具有全系造血能力,因此至今仍没有一个体外培养方法可用检测造血干细胞。 造血祖细胞 造血祖细胞阶段的细胞全部或部分丧失造血干。
造血干细胞( Stem cell , SC)的干,译自英文“ stem ”,意为“树”、“干”和“起源”。
类似于一棵树干可以长出树杈、树叶,并开花和结果等。通俗地讲,造血干细胞是指尚未发育成熟的细胞,是所有血细胞和免疫细胞的起源,它不仅可以分化为红细胞、白细胞和血小板,还可跨系统分化为各种组织细胞,因此是多功能干细胞,医学上称其为“万用细胞”,也是人体的始祖细胞。
姚明加入中华骨髓库捐献造血干细胞 造血干细胞有两个重要特征:其一,高度的自我更新或自我复制能力;其二,可分化成所有类型的血细胞。造血干细胞采用不对称的分裂方式:由一个细胞分裂为两个细胞。
其中一个细胞仍然保持干细胞的一切生物特性,从而保持身体内干细胞数量相对稳定,这就是干细胞自我更新。 而另一个则进一步增殖分化为各类血细胞、前体细胞和成熟血细胞,释放到外周血中,执行各自任务,直至衰老死亡,这一过程是不停地进行着的。
造血干细胞是能自我更新、有较强分化发育和再生能力、可以产生各种类型血细胞的始祖细胞。造血干细胞来源于红骨髓,可以经血流迁移到外周血液循环中,不会因献血和捐献造血干细胞而损坏造血功能。
人体大部分骨头的中央部分有空腔也叫骨腔,骨腔内所含的物质叫骨髓。骨髓分红骨髓和黄骨髓,红骨髓中的造血干细胞具有造血功能,人体血液中的红细胞、血小板、淋巴细胞、粒细胞等,都是由它经过多次分化发育而成的。
人体骨髓量与体重等因素相关,成年人骨髓量一般为3千克左右。 。
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