深低温冻存的外周血单个核细胞活性氧水平与造血干/祖细胞归巢黏附分子表达之间关系的研究

本研究通过检测经程控降温液氮保存前后的富集造血干/祖细胞的外周血单个核细胞(PBMNC)的活性氧(ROS)水平及造血干/祖细胞归巢分子的表达,分析二者之间的相关性。以冻存PBMNC为实验组,以新分离PBMNC为对照组,通过台盼蓝染色方法检测2组细胞的存活率;通过流式细胞分析法检测2组细胞ROS水平;通过流式细胞分析法检测造血干/祖细胞表面抗原CD34、CD133以及归巢相关分子VLA4、CXCR4、CD44的表达;通过相关系数分析ROS水平与归巢分子表达之间的相关性。结果表明:PBMNC随冻存时间延长存活率逐渐降低,冻存3、6、9、12个月的细胞存活率比冻前显著降低(P<0.05);造血干/祖细胞表面标志性抗原CD34、CD133及归巢相关分子CD44、VLA4、CXCR4表达率随冻存时间的延长有所下降,冷冻保存1年后的表达率比冻存前显著降低(P<0.05);随着冷冻保存时间的延长,细胞内ROS水平逐渐升高,冻存6、9、12个月后细胞内ROS水平比冻存前显著升高(P<0.05)。PBMNC内ROS水平与造血干/祖细胞CD34+VLA4+、CD34+CXCR4+、CD34+CD44+双阳性表达率均呈负相关(相关系数分别为-0.503、-0.457、-0.465)。结论:造血干/祖细胞的归巢黏附分子表达随冻存时间延长而逐渐下降;冻存的PBMNC中的ROS水平与造血干/祖细胞归巢黏附分子表达率成显著负相关;ROS水平增高可能是冻存外周血造血干/祖细胞归巢功能降低的原因之一。     

血小板第4因子对脐血CD_(34)~+细胞黏附功能的影响

目的　研究血小板第 4因子 (PF4 )对新鲜脐血CD34+ 细胞及扩增后脐血CD34+ 细胞黏附功能的影响 ;PF4对脐血CD34+ 细胞上的黏附分子CD4 9d及基质细胞趋化因子 (SDF 1)受体CXCR4的作用。方法　采用免疫磁珠法 (MACS)分选CD34+ 细胞 ,结晶紫染色测定细胞总黏附性 ,免疫荧光标记流式细胞仪测定CD4 9d及CXCR4的表达。结果　①PF4可使新鲜脐血CD34 + 细胞总黏附性提高 ,且与剂量相关。②SDF 110 0ng ml可使脐血CD34+ 细胞总黏附性提高。③脐血CD34+ 细胞扩增 10d后未加PF4刺激的自发以及经SDF 1诱导的黏附功能开始下降 ,在扩增脐血CD34+ 细胞不同时间段加入 10 0ng mlPF4 ,脐血CD34 + 细胞对基质层的黏附能力始终保持较高水平 ,以 0天时脐血CD34 + 细胞黏附性为10 0 % ,扩增 14d时脐血CD34+ 细胞黏附性PF4组为 (2 6 2 .0 4± 6 4 .81) % ,同期对照组为 (6 4 .35±8 2 9) % ,经SDF 1诱导下扩增 14d的CD34+ 细胞的总黏附性PF4组为 (138.31± 32 .39) % ,同期对照组为 (6 7.6 6± 12 .4 4 ) %。④PF4 10 0ng ml作用于CD34 + 细胞时 ,CD4 9d 表达增长 13.0 2 % ,CXCR4表达增长17 33%。结论　PF4可使新鲜及扩增后的脐血CD34+ 细胞黏附功能增强 ,并促进CD4 9d及CXCR4的表达 ,提示PF4可能有助于脐血干细胞的归巢。     

不同来源人造血干/祖细胞在NOD/SCID小鼠体内归巢能力的差异

目的 比较不同来源的人造血干／祖细胞在NOD／SCID小鼠体内归巢能力的差异性，并探讨其体内归巢能力与膜表面归巢相关分子CXCR4表达水平的相关性。方法 采用流式细胞术（FACS）检测新鲜脐血、冻存脐血、动员后外周血（mPB）及骨髓来源的CD34^＋细胞表面CXCR4表达水平；将荧光染料CFSE标记的人CD34^＋细胞移植人接受照射的NOD／SCID小鼠，移植后20小时检测已归巢于NOD／SCID小鼠骨髓及脾脏中不同来源的人CD34^＋细胞，计算其相应的骨髓及脾脏归巢效率；并将小鼠股骨制成组织切片，荧光显微镜下观察人CD34^＋细胞在小鼠骨髓腔内的分布。结果 新鲜脐血、冻存脐血、mPB和骨髓CD34^＋细胞膜表面CXCR4表达阳性率分别为（49.52±1．12）％。（46．12±2．29）％，（48．50±2．48）％和（65．39±1．27）％，CD34^＋细胞在NOD／SCID小鼠骨髓的归巢效率分别为（3．00±0．44）％，（2．84±0．46）％，（4．06±0．70）％及（5．76±0．52）％；在脾脏的归巢率分别为（1．88±0．12）％，（1．80±0．15）％，（1．90±0．22）％，（2．16±0．34）％。归巢的CD34^＋细胞主要分布于小鼠股骨的骨内膜区域。结论 脐血CD34^＋细胞膜表面CXCR4水平低于mPB和骨髓。经冻存复苏后脐血CD34^＋细胞膜表面CXCR4水平略有下调。脐血CD34^＋细胞在照射NOD／SCID小鼠的骨髓归巢效率低于mPB和骨髓。     

人胎盘与脐动、静脉血造血干/祖细胞归巢相关黏附分子表达的研究

为了评价人胎盘组织造血干/祖细胞(hematopoieticstem/progenitorcell,HSPC)的归巢能力,采用机械法制备人胎盘组织单个细胞悬液,用流式细胞术分析胎盘组织及脐动、静脉血有核细胞中CD34+细胞及其亚群的含量,检测三者来源的CD34+细胞表面归巢相关黏附分子CD44、CD11a、CD62L、CD49d、CD49e和CD54的表达水平。结果显示,胎盘组织CD34+细胞及CD34+CD38-细胞百分率明显高于脐动、静脉血;脐动脉与脐静脉血中HSPC百分率没有明显差异。胎盘来源CD34+细胞高度表达黏附分子CD11a、CD49d、CD44、CD49e及CD54,其中表达CD49e及CD54水平明显高于脐动、静脉血CD34+细胞。胎盘来源的CD34+CD62L+细胞百分率为(64.58±15.52)%,低于脐静脉血来源的表达。结论:人胎盘富含HSPC。胎盘来源的CD34+细胞多数黏附分子的表达水平近似或高于脐血,提示胎盘HSPC的归巢能力有可能强于脐带血。     

SDF-1、CXCR4在造血系统中的表达与生物学功能研究

趋化因子是血液学基础与临床研究的一个热点,近年来对趋化因子在造血干/祖细胞动员和归巢以及白血病细胞播散中的作用研究发现,基质细胞衍生因子(stromal cell-derived factor 1,SDF-1)及其受体CXCR4在这些生理和病理过程中发挥关键的作用。本文就SDF-1/CXCR4趋化因子及受体的基本结构和在造血系统中的表达及其与干祖细胞、白血病细胞的作用进行综述。     

SDF—1、CXCR4在造血系统中的表达生物学功能研究

趋化因子是血液学基因与临床研究的一个热点,近年来对趋化因子在造血干／祖细胞动员和归巢以及白血病细胞播散中的作用研究发现,基质细胞衍生因子（stromal cell-derived factor 1,SDF-1）及其受体CXCR4在这些生理和病理过程中发挥关键的作用。本文就SDF－1／CXCR4趋化因子及受体的基本结构和造血系统中的表达及其与干祖细胞、白血病细胞的作用进行综述。     

体外诱导人类诱导性多能干细胞分化为造血干 / 祖细胞的研究简

本研究探讨体外诱导人诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cell,iPSC）分化为造血干/祖细胞的能力.在体外用小鼠骨髓基质细胞OP9与人类iPSC共培养的方法,将iPSC诱导分化为造血干/祖细胞;用流式细胞术检测造血干/祖细胞表面标志物的表达水平;用实时定量PCR检测分化过程中iPSC及造血干/祖细胞的相关基因mRNA表达水平的变化;用免疫磁珠法分离CD34＋造血干/祖细胞并进行半固体集落形成实验检测细胞的集落形成能力.结果表明,iPSC与OP9细胞共培养诱导造血分化的第4天即可观察到iPSC形态变化;流式细胞术检测显示,分化得到的细胞表达已知的造血干/祖细胞相关表面标志物CD34和CD43分子.在体外分化过程中多能性的标志基因Oct4的表达逐渐下降,造血相关转录因子Gata-2的表达逐渐升高,而Runx-1的表达量则呈波浪式变化,CD34表达量逐渐升高.集落培养14 d能够得到红系集落（CFU-E）,粒系集落（CFU-G）,巨核系集落（CFU-M）,粒-巨核系集落（CFU-GM）和混合系集落（CFU-GEMM）.结论：iPSC细胞能够在体外通过与OP9细胞共培养分化为造血干/祖细胞.     

特应性皮炎患儿淋巴细胞Th1/Th2相关趋化因子受体的表达

目的在单细胞水平上,探讨几种与Th1/Th2相关的趋化因子受体的表达在特应性皮炎(AD)发病机理中的作用。方法采用荧光双色流式细胞术分析35例AD患儿及34例健康对照外周血CD4+及CD8+淋巴细胞表面与Th1细胞相关的趋化因子受体CXCR3、CCR5和Th2细胞相关的趋化因子受体CCR3、CCR4及CCR8的表达。结果与健康对照组相比,AD患儿外周血淋巴细胞表面CXCR3(87.10%±10.00%)、CCR5(11.20%±5.16%)、CCR3(12.00%±7.46%)和CCR4(25.90%±8.19%)表达水平显著增加(P分别<0.001、<0.05、<0.001、<0.05),进一步分析发现,CD4+淋巴细胞表面CXCR3(24.30%±7.60%)、CCR5(2.17%±1.17%)、CCR3(4.06%±2.34%)和CCR4(16.80%±4.10%)表达水平明显升高(P<0.05),CD8+淋巴细胞表面CXCR3(22.60%±6.45%)、CCR5(3.28%±1.80%)、CCR3(4.26%±2.02%)、CCR4(15.50%±4.87%)和CCR8(1.30%±0.59%)表达水平亦明显升高(P<0.001或P<0.05)。结论不同淋巴细胞表面Th1/Th2相关的趋化因子受体表达的增加,可能导致Th1/Th2免疫反应在高水平状态下发生失衡,从而在AD发病机理中起着重要作用。     

脐血CD34+细胞迁移能力在体外扩增过程中的变化

目的　比较扩增前、后脐血 (CB)CD34 细胞在体外的迁移能力及细胞表面趋化因子CXCR4的表达情况。方法　将从新鲜CB标本中纯化的CD34 细胞接种于已建立的扩增体系 ,分别于培养 7,10和 14d从扩增产物中再纯化CD34 细胞 ,检测培养不同时间CD34 细胞的自发迁移率和SDF 1诱导迁移率以及CD34 细胞表面CXCR4的表达。结果　①原代和扩增不同时间CD34 细胞的SDF 1诱导迁移率均高于自发迁移率 ;②扩增 7d时CD34 细胞的自发迁移率和SDF 1诱导迁移率与原代CD34 细胞相当 ,但在第 2周的培养中 ,CD34 细胞的两种迁移率均明显下降 (P值均 <0 .0 5 ) ;③扩增后CD34 CXCR4 细胞的数量明显增加 ,但CXCR4在CD34 细胞上的表达呈下降趋势 ,14d时显著低于原代细胞的表达水平 (P <0 .0 5 )。结论　CB造血干 祖细胞 (HSPC)在已建立的短期培养体系中扩增 1周可保持原有的迁移功能 ,但持续扩增则可能对HSPC的归巢潜能产生不利影响。     

血小板第4因子对脐血CD34+细胞黏附功能的影响

目的研究血小板第4因子(PF4)对新鲜脐血CD34+细胞及扩增后脐血CD34+细胞黏附功能的影响;PF4对脐血CD34+细胞上的黏附分子CD49d及基质细胞趋化因子(SDF-1)受体CXCR4的作用.方法采用免疫磁珠法(MACS)分选CD34+细胞,结晶紫染色测定细胞总黏附性,免疫荧光标记流式细胞仪测定CD49d及CXCR4的表达.结果①PF4 可使新鲜脐血CD34+细胞总黏附性提高,且与剂量相关.②SDF-1 100 ng/ml可使脐血CD34+细胞总黏附性提高.③脐血CD34+细胞扩增10 d后未加PF4刺激的自发以及经SDF-1诱导的黏附功能开始下降,在扩增脐血CD34+细胞不同时间段加入100ng/ml PF4,脐血CD34+细胞对基质层的黏附能力始终保持较高水平,以0天时脐血CD34+细胞黏附性为100%,扩增14 d时脐血CD34+细胞黏附性PF4组为(262.04±64.81)%,同期对照组为(64.35±8.29)%,经SDF-1诱导下扩增14 d的CD34+细胞的总黏附性PF4组为(138.31±32.39)%,同期对照组为(67.66±12.44)%.④PF4 100 ng/ml作用于CD34+细胞时,CD49d表达增长13.02%,CXCR4表达增长17.33%.结论 PF4可使新鲜及扩增后的脐血CD34+细胞黏附功能增强,并促进CD49d及CXCR4的表达,提示PF4可能有助于脐血干细胞的归巢.     

脐血间充质干细胞的生物学特征及其对造血干/祖细胞体外扩增的支持作用

目的探讨脐血间充质干细胞(MSC)的生物学特征及其对造血干/祖细胞体外扩增的支持作用。方法用液体培养法分离脐血贴壁细胞,采用ELISA方法检测贴壁细胞条件培养液中细胞因子的表达;用流式细胞术分析其免疫表型特征;在成软骨细胞诱导培养条件下诱导细胞分化,并用RTPCR方法检测分化后细胞原胶原Ⅱ型基因的表达。采用分阶段共培养方法观察脐血贴壁细胞对CD34+细胞体外扩增的支持作用。结果脐血单个核细胞纤维样细胞集落形成率为(3.5±0.7)/106。脐血MSC体外至少可以扩增15代。没有分化的脐血MSC表型为CD13、CD29、CD90、CD105、CD166、SH2、SH3和SH4阳性,CD45、CD34和CD14阴性;脐血MSC培养上清中干细胞因子、IL6和肿瘤坏死因子α检测阳性。在成软骨细胞诱导培养基培养条件下,脐血MSC原胶原Ⅱ型基因mRNA表达阳性。脐血MSC与CD34+细胞共掊养14d,CD34+细胞扩增率高于未共培养组4倍。结论脐血MSC具有类似于成体骨髓MSC的特征,对造血干细胞增殖有明显的支持作用。     

小鼠肿瘤坏死因子α增强造血干/祖细胞归巢效率的机制研究

目的 探讨肿瘤坏死因子(TNF)α在调节造血干/祖细胞(HS/PC)归巢中的增效作用及其机制.方法 将荧光染料CFSE标记的脐血CD34+细胞移植入接受照射(对照组)或联合TNFα预处理(实验组)的BALB/c受鼠.移植后20 h,采用流式细胞术(FACS)检测脐血CD34+细胞在BALB/c受鼠中的分布(外周血、肝脏、肺脏)与归巢(骨髓、脾脏)特征,计算其相应的归巢效率;酶联免疫吸附实验(ELISA)检测BALB/c受鼠血清基质衍生因子(SDF)-1α水平;FACS检测TNFα预处理前、后脐血CD34+细胞表面CXCR4表达水平的变化;免疫组化法检测BALB/c受鼠骨髓及脾脏组织切片中SDF-1α的表达水平.结果 脐血CD34+细胞主要归巢于BALB/c受鼠骨髓和脾脏;经TNFα预处理的实验组BALB/c受鼠骨髓归巢率[(0.65±0.13)%]显著高于对照组[(0.30±0.09)%,P<0.01];但TNFα预处理同时显著抑制脐血CD34+细胞归巢于BALB/c受鼠脾脏(P<0.01);不同剂量的TNFα预处理不影响受鼠血清SDF-1α水平;新鲜分离的脐血CD34+细胞与不同浓度TNFα共孵育18 h后,其表面CXCR4表达水平并无明显变化;但TNFα预处理受鼠骨髓龛组成细胞SDF-1α表达增高,且脾脏红髓区小梁动脉和小梁静脉内皮细胞SDF-1α表达增高.结论 TNFα通过提升骨髓龛SDF-1α浓度梯度促进HS/PC归巢于骨髓,这一发现将有助于为临床提供可行性HS/PC归巢增效剂.     

人脐血CD133+细胞体外短期培养中生物学特性的变化

为了解脐血CD133+细胞的生物学特性及其在体外短期扩增培养中的变化 ,探讨其体外扩增的可行性 ,初步观察了脐血CD133+细胞的免疫表型、细胞周期、端粒酶活性以及粘附分子的表达等生物学特性及其在体外扩增中的动态变化并与CD34+细胞进行比较。结果显示 ,新鲜脐血CD133+和CD34+细胞的含量分别为 ( 1.0 5±0 73) %和 ( 1.4 0± 0 .5 6 ) % ,CD34+细胞中 79.6 2 %为CD133+CD34+细胞 ,而CD133+细胞中 97%以上为CD133+CD34+细胞。短期扩增培养结果显示 ,CD133+细胞组扩增第 10天 ,CD133+,CD133+CD34+和CD34+CD38-细胞以及第 6天的CFU mix ,HPP CFC和CD34+CD38-细胞的扩增倍数要高于CD34+细胞组 ( P <0 .0 5 ) ;扩增中 ,CD133+CD34+细胞的比例逐渐下降 ,而CD133-CD34+和CD133-CD34-细胞的比例则逐渐上升。新鲜脐血CD133+和CD34+细胞的端粒酶活性较低 ,但高于CD34-细胞。扩增 1周后 ,端粒酶活性明显上调 ,15天以后又逐渐下降 ;90 %以上脐血CD133+细胞表达CD11a ,CD4 9d和CD5 4 ,约 5 0 %表达CD6 2L。扩增早期 ,CD4 9d表达上调 ,CD11a表达无明显变化 ,而CD5 4和CD6 2L则有下调趋势 ,随着扩增时间的延长 ,各种粘附分子的表达均有不同程度的下调。在整个扩增过程中 ,大部分CD34+细胞仍然表达CD11a,CD4 9d和CD5 4     

Assessment of cell viability and apoptosis in human umbilical cord blood following storage

There is increasing use of human umbilical cord blood (UCB) stem cells for unrelated donor transplantation. Successful engraftment depends in large measure on the dose and quality of cells in the UCB unit. In the present study, we attempted to identify a simple and rapid technique for assessing the quality and recovery of UCB cells following laboratory manipulation. Mononuclear cells (MNC) from fresh (<48 h old) and thawed UCB units were stained with 7-amino-actinomycin D (7-AAD), revealing 2-3% dead cells. The frequencies of apoptotic cells in fresh and thawed sample were similar. However, UCB held for 72 h showed higher levels of cell deterioration. Interestingly, staining with 7-AAD was more sensitive to cellular damage than was uptake of Trypan Blue. 7-AAD staining of MNC also correlated with retention of hematopoietic function (progenitor assays) such that 7-AAD staining frequencies <20% predicted maintenance of hematopoietic cells. Importantly, hematopoietic precursors were less susceptible to storage injury than were UCB MNC as a whole. MNC showed higher levels of 7-AAD staining and apoptosis than did CD34(+) cells. This observation was confirmed in studies of caspase-3 activation, where MNC consistently showed higher frequencies of activation than did CD34(+) cells, especially after overnight storage. Furthermore, antiapoptotic proteins Bcl-2 and Bcl-x were expressed more consistently in CD34(+) cells than in total MNC. In contrast, Bax levels increased with MNC apoptosis. In conclusion, the data suggest that 7-AAD staining of UCB MNC provides a rapid and simple technique for assessing the viability, recovery, and hematopoietic functionality of stored UCB.     

脐血造血干/祖细胞免疫表型的流式细胞术双标法分析及其意义

目的比较脐血和骨髓中造血干/祖细胞(HSPC)的免疫表型差异.方法使用流式细胞术(FCM)双标法对38份脐血及10份骨髓HSPC进行免疫表型分析.结果①脐血有核细胞中CD34+细胞所占比例与骨髓中相近,约为0.5%;②脐血CD34+细胞中CD34+CD38-[(17.C4±5.37)%]、CD34+HLA-DR-[(32.65±10.71)%]及CD34+H-CAM+(CD44+)[(77.84±7.69)%]亚群含量均高于骨髓[含量分别为(8.26±3.19)%、(14.05±1.67)%和(70.02±6.40)%],CD34+CD13+、CD34+CD19+亚群比例低于骨髓.结论脐血与骨髓CD34+细胞比例相近,但前者较原始的干细胞含量更高,故脐血是极具潜力的HSPC来源;而脐血CD34+细胞中髓系及淋系祖细胞含量低于骨髓,可能是脐血移植后造血及免疫重建缓慢的原因之一.     

人脐血CD34+CD38-细胞免疫表型和染色体核型特征分析

目的 分离脐血干／祖细胞(CD34^ CD38)进行体外长期培养，观察分析其增殖、细胞表面分子标志和染色体核型的特征。方法 用流式细胞仪分选CD34-FITC和CD38-PE标记的CD34^ CD38脐血原始细胞，在含细胞生长因子IL-3、IL-6、GM-CSF、EPO、SCF和胰岛素样生长因子的干细胞培养基中培养6个月，用流式细胞术检测体外培养30d的干／祖细胞表面标记，并用G显带方法分析其染色体核型。结果 在一定培养条件下，经7～12d培养，脐血干／祖细胞(CD34^ CD38)开始增殖。培养6个月后，每孔接种1个细胞，细胞数增殖至250～350个；每孔接种10个细胞，细胞数可增殖至400～500个。每孔接种1个细胞其细胞增殖峰持续时间(8～9代)比接种10个细胞(6～7代)长：经体外长期培养增殖，细胞仍强烈显示十／祖细胞表面分子标记(CD34^ CD38^-)；细胞染色体数目、结构未见异常。结论 脐血干／祖细胞(CD34^ CD38^ )经体外特异性培养增殖，可为大量脐血干／祖细胞移植提供细胞来源。     

人脐血间充质干细胞促进脐血CD34+细胞在NOD/SCID小鼠体内植入的实验研究

目的探讨人脐血间充质干细胞(MSC)联合人脐血CD34+细胞移植,能否促进CD34+细胞在NOD/SCID小鼠体内植入及加速其造血恢复.方法NOD/SCID小鼠于60Co 2.5 Gy照射后24h内由尾静脉输注胎儿脐血CD34+细胞1×105/只(低细胞量移植组)或1×106/只(高细胞量移植组),联合移植组同时输注脐血MSC 1×106/只.动态观察移植后小鼠外周血白细胞、血红蛋白和血小板恢复情况,于移植后第8周用流式细胞术检测存活小鼠骨髓中人CD45+、CD45+CD3+、CD45+CD19+和CD45+CD33+细胞的含量.结果①低细胞量移植时,联合移植组的植入率明显高于单纯移植组,分别为26.02%和16.52%(P＜0.05);高细胞量移植时,联合移植组和单纯移植组的植入率相近,分别为43.71%和39.23%(P＞0.05).②高细胞量联合移植组和单纯移植组的存活率分别为80%和70%;低细胞量联合移植组和单纯移植组的存活率分别为70%和50%.③无论高细胞量还是低细胞量组,联合移植小鼠白细胞、血红蛋白和血小板的恢复明显早于单纯移植组.④移植8周后,小鼠骨髓中人CD45+CD19+、CD45+CD33+细胞含量在低细胞量移植时,联合移植组高于单纯移植组;但在高细胞量移植时,两组之间差异无统计学意义.CD45+CD41a+细胞的含量无论在低细胞量和高细胞量移植时,联合移植组均高于单纯移植组.各组小鼠骨髓中CD45+CD3+细胞的含量均较少,且各组之间差异无统计学意义.结论①低细胞量移植时,人脐血MSC联合移植可提高人脐血CD34+细胞在小鼠体内的植入率.②人脐血MSC与人脐血CD34+细胞联合移植,加速NOD/SCID小鼠各系造血恢复,提高移植小鼠存活率.③MSC联合移植可促进人脐血CD34+细胞在NOD/SCID小鼠体内向粒系、B淋巴系和巨核系定向分化.     

CXCR-4 expression on bone marrow CD34+ cells prior to mobilization can predict mobilization adequacy in patients with hematologic malignancies

To investigate the mechanisms of mobilization and of the factors implicated in the homing of progenitors and possibly understand the reasons for unpredicted mobilization failure, we analyzed CXCR-4 (CD184) expression on bone marrow (BM) CD34+ cells prior to peripheral blood stem cell (PBSC) mobilization in 24 patients affected by hematologic malignancies (non-Hodgkin lymphoma, multiple myeloma, and acute myeloid leukemia). We wanted to determine whether the level of CXCR-4 expressed by hematopoietic stem cells could influence mobilization process and therefore could be considered a predictive factor for mobilization adequacy. These data were also compared with stromal cell function as assessed by colony forming unit-fibroblast (CFU-F) and CFU endothelial cells (CFU-En) assays and stromal layer confluence capacity exhibited by patients' BM cells. In this study, we also compared CXCR-4 expression on CD34+ cells from different sources and at different migration stages specifically bone marrow (BM), steady state peripheral blood (SSPB), fetal cord blood (FCB), cord blood (CB), and mobilized PBSC. Seven (29%) of the 24 patients undergoing mobilization failed to achieve an adequate number of CD34+ stem cells (5 x 10(6)/kg CD34+ cells) and showed a very high expression frequency of CXCR-4 on BM CD34(+) stem cells (mean number of positive cells, 97%) investigated before the mobilization regimen. We also found that high expression intensity per cell for CXCR-4 was associated with lower amounts of mobilized CD34+ cells whereas those patients (17 out of 24 patients, 71%) with lower expression intensity per cell of CD184 on BM CD34+ cells prior to mobilization harvested at least 5 x 10(6)/kg CD34+ cells. Setting a cut off of 5 x 10(6)/kg CD34+ cells harvested, patients mobilizing less had a mean value of 97% CD34+ cells expressing CXCR-4 with a relative mean channel fluorescence of 458 whereas patients mobilizing more than 5 x 10(6)/kg CD34+ progenitors showed a mean value of 59.8% CD34+/CXCR4+ cells with a relative mean channel fluorescence value of 305. Interestingly, in the poor mobilizers group, the marrow stromal microenvironment was found to be more severely damaged in comparison with that of good mobilizers. The comparative analysis of CXCR-4 expression showed no difference in percentage values between steady-state PB (87.4%) and BM (85.1%) stem cells whereas mobilized CD34+ stem cells have a lower expression frequency of CXCR-4 (71.6%) compared to that of progenitors from other sources. Fetal blood CD34+ stem cells had the lowest mean expression frequency of CD184 antigen (36.3%), while CB cells had the highest (94.8%). In conclusion, this study provides evidence that monitoring CXCR-4 CD34 double positive cells before mobilization can be regarded as a predictive factor for mobilization outcome, giving us directional cues for the choice of the best stem cell mobilization regimens.