增强造血干/祖细胞归巢潜能的可行性策略

造血干／祖细胞（HS／PC）的归巢为一多步骤过程，众多黏附分子、趋化因子、生长因子及蛋白水解酶等参与HS／PC归巢过程的调控，其中以基质衍生因子（SDF）-1α与其特异性G蛋白偶联受体CXCR4（SDF-lα／CXCR4轴）的调节作用尤为重要，Wright等^[1]研究证实CXCR4或SDF-1α缺陷小鼠因胎肝和骨髓造血功能衰竭而死于围产期。新近发现多种细胞因子或蛋白成分可以增加HS／PC对SDF-lα／CXCR4轴的敏感性和反应性，并由此构建复杂的SDF-1α／CXCR4轴调控模型，我们就此领域的研究现状作一综述。     

造血干/祖细胞归巢的生物学特征

造血干/祖细胞(HS/PC)归巢为多种黏附分子、趋化因子及其受体和基质蛋白裂解酶介导的HS/PC与血管内皮细胞/基质细胞间相互作用的多步骤过程.本文就HS/PC归巢过程的生物学特征.以及促进HS/PC归巢潜能的可行性临床策略作一综述.     

SDF-1及其受体在造血干/祖细胞归巢中的作用

造血干 /祖细胞 (hematopoieticstem/progenitorcell,HSPC)的归巢 (homing)被认为是一个多步骤的过程 ,HSPC和内皮细胞上的多种粘附分子参与其中 ,与白细胞穿内皮移行到炎症部位的过程具有相似性。首先是HSPC沿骨髓血管壁的滚动和锚定 ,固定于内皮细胞表面上的趋化因子 ,激活HSPC上的 β1 和 β2 整合素 ,促进其与内皮细胞表面的免疫球蛋白样受体结合 ;接着HSPC发生穿内皮的移行 ,最后定居于骨髓微环境并开始重建造血。基质细胞衍生因子 1(stromalcell derivedfactor 1 ,SDF 1 ) ,又称前B细胞生长刺激因子 (pre Bcellgrowth stimu…     

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.     

不同来源的造血干/祖细胞表面归巢相关分子表达谱的比较研究

目的　比较不同来源的造血干 /祖细胞表面归巢相关分子 (HRM)表达谱的差异性。方法　采用高度灵敏的四色流式细胞术检测脐血 (UCB)、动员后的外周血 (mPB)及骨髓 (BM)来源的造血干 /祖细胞表面系列HRM表达水平。结果　UCB、mPB及BM来源的CD34bright细胞均高度表达黏附分子CD4 4、CD11a、CD18、CD6 2L、CD31及CD4 9d ;但UCB来源的CD34bright细胞及CD34brightCD38-细胞黏附分子CD4 9e、CD4 9f、CD5 4及趋化因子受体CXCR 4的表达水平显著低于mPB及BM来源者 ;上述不同来源的造血干 /祖细胞均不表达其他趋化因子受体 ,包括CCR 1、CCR 2、CCR 3、CCR 5、CXCR 1、CX CR 2、CXCR 3及CXCR 5 ;更为有意义的是 ,只有mPB来源的CD34bright细胞表达基质金属蛋白酶MMP 2及MMP 9。CD34brightMMP 2 及CD34brightMMP 9 细胞百分率分别为 (11.4± 4 .9) %及 (2 7.6± 7.8) %。结论　UCB来源的造血干 /祖细胞低表达或不表达某些HRM ,这可能是UCB移植后造血重建延迟的原因之一。     

扩增人脐血造血干/祖细胞重建SCID小鼠造血的实验研究

目的　探讨Ｆｌｔ３ 配基（ＦＬ） 、Ｔｐｏ、ＳＣＦ等细胞因子组合对人脐血干／ 祖细胞的扩增及自我更新能力的维持作用。方法　用ＦＬ＋ Ｔｐｏ＋ ＳＣＦ＋ＩＬ６ ＋ＩＬ３＋ ＧＣＳＦ组合,体外扩增脐血ＣＤ３４ ＋ 细胞１４天,将其移植给亚致死剂量照射的ＳＣＩＤ小鼠。结果　扩增的脐血造血细胞可顺利植入ＳＣＩＤ小鼠并重建造血,１８ 只小鼠移植后存活６ 周的有８ 只,其骨髓中仍可检测到人的造血细胞,死亡率５６ ％ ,与对照组（ 死亡率１００％） 比较,χ２ ＝１０．０８,Ｐ＜０．０１。结论　ＦＬ＋ Ｔｐｏ＋ ＳＣＦ＋ＩＬ６ ＋ＩＬ３ ＋ ＧＣＳＦ组合在有效扩增造血细胞的同时可保留造血干／祖细胞的自我更新及造血重建能力。     

影响人造血干/祖细胞在SCID鼠体内植入、增殖和分化的因素

重症联合免疫缺陷（SCID）鼠由于其特殊的免疫学特点目前已经成为研究人造血干／祖细胞（HSC／HPC）发育分化比较理想的实验动物，为体内研究人HSC／HPC活性及骨髓移植构建一些疾病模型奠定了方法学基础，具有极其重要的应用价值。但该模型造血及免疫重建水平较低，一些关键技术问题尚有待于进一步研究。从HSC／HPC移植于SCID鼠到HSC／HPC在SCID鼠体内增殖和分化是一个复杂的过程，影响这一过程的因素很多，其中大多数作用机制尚未阐明。我们就影响人HSC／HPC在SCID鼠体内植入、增殖和分化的因素作一综述。     

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.     

抗小鼠CD122抗体促进脐血CD34^＋细胞在NOD/SCID小鼠体内的重建

本研究旨在探讨抗小鼠CD122抗体促进人脐血CD34^＋造血干细胞在非肥胖糖尿病/重症联合免疫缺陷（NOD/SCID）小鼠体内的重建能力。对NOD/SCID小鼠进行半致死剂量γ射线照射,照射后腹腔注射200μg同型对照抗体或者抗小鼠CD122抗体,6-8 h后经尾静脉注射人脐血CD34^＋细胞或者注入PBS作为对照。处理后第2、3、4周取仅注射抗小鼠CD122抗体或同型对照抗体的小鼠外周血,动态监测小鼠NK细胞比例变化。在经过脐血CD34^＋细胞移植的小鼠中,利用流式细胞术对移植后小鼠骨髓中人CD45^＋比例以及CD45^＋细胞亚群中人CD34,CD19和CD33比例进行分析,观察抗小鼠CD122抗体对人造血干细胞在小鼠体内重建能力的影响。结果表明,用抗CD122抗体处理后2周和3周时,小鼠外周血中NK细胞比例分别为（4.6±0.6）%和（5.7±1.7）%,与注射同型对照抗体的NOD/SCID小鼠（12.2±1.4）%和（13.3±1.2）%相比下降约60%。在移植了人脐血CD34^＋细胞的小鼠中,同时用CD122抗体处理组在移植后6周和8周时小鼠骨髓中h CD45^＋比例分别为（63.0±12.2）%和（53.2±16.3）%,明显高于同型对照抗体组中h CD45^＋比例（7.7±3.6）%和（6.1±2.4）%。此外,经过抗CD122抗体处理组的小鼠移植8周后骨髓中仍能够明显的检测到人CD34^＋细胞的存在。结论：抗小鼠CD122抗体通过降低NOD/SCID小鼠的NK细胞的比例,大大促进了人脐血CD34^＋造血干细胞在免疫缺陷小鼠体内的重建能力。     

外周血造血干/祖细胞动员与采集时动态快速监测造血祖细胞的意义

为了获得高效的外周血干/祖细胞采集,探索一种简便、快速的外周血干/祖细胞监测方法，采用Sysmex XE-2100血细胞分析仪的幼稚细胞信号（IMI）检测通道识别和计数外周血造血祖细胞（HPC）。对25例行异基因外周血造血干细胞移植动员的供和11例自体外周血干细胞动员的患的外周血造血干/祖细胞进行了动态观察。于动员过程中取外周血进行HPC，CD34^ 细胞和CFU-GM的检测，对采集物也进行上述检测。结果表明：在外周血标本中HPC与CD34^ 细胞和CFU-GM二间均呈良好的正相关性。所有检测病例外周血CD34^ 细胞与HPC同时上升，同时达高峰。供的峰值出现在动员的第5天，快速升高晚于白细胞。而患外周血干/祖细胞的快速升高早于白细胞。采集物中HPC与CD34^ 细胞和CFU-GM呈正相关性。采集当日外周血中HPC和CD34^ 细胞计数与采集所得CD34^ 细胞数量亦具有良好的线性相关。结论：造血祖细胞的监测是一种快速、简便又经济的监测外周血干细胞采集时机和预测成功采集的可靠指标。     

小鼠骨髓腔内输注人脐血造血干/祖细胞植活水平的观察

目的 探讨小鼠骨髓腔内输注能否增强人脐血造血干/祖细胞(HS/PC)异种移植的植活能力.方法 将不同数量(1×103、1×104、0.5×105、1×105、5×105)的人脐血CD34+细胞经尾静脉和骨髓腔途径移植入经亚致死剂量照射的NOD/SCID小鼠.于指定时间点处死小鼠,用PCR法检测人17号染色体α-微卫星特异性片段及用流式细胞术检测人源CD45+细胞,观察脐血CD34+细胞在移植小鼠左、右两侧胫骨和股骨及脾脏等部位的归巢及其长期植活能力.结果 异种移植后24h,经骨髓腔移植5×105 CD34+细胞的小鼠肝、脾、肺组织,外周血,左右两侧胫骨和股骨、骨髓细胞均表达人17号染色体α-卫星特异性片段.不同数量的人脐血CD34+细胞经骨髓腔途径移植入NOD/SCID小鼠后,8周时其植活良好(检测部位包括输注部位右侧胫骨,以及非输注部位右侧股骨、左侧胫骨、左侧股骨、脾脏及外周血).分别经尾静脉和骨髓腔两种途径输注同一来源的人脐血CD34+细胞1.0×105,8周时两组间人造血细胞植活水平分别为(44.063±20.095)%和(45.881±22.316)%,差异无统计学意义(P＜0.05);而将移植CD34+细胞数降至1.0×104时,则经骨髓腔途径输注的人脐血CD34+细胞小鼠植活水平(54.019±31.338)%显著优于尾静脉输注途径[(12.197±10.350)%,P＜0.01)];当CD34+细胞输注量降至1.0×103时,仅有骨髓腔内输注组小鼠能见到人脐血CD34+细胞植活,且植活部位通常为非输注部位骨骼.结论 小鼠骨髓腔内移植能够增强人脐血造血干/祖细胞的植活水平.     

脐带间充质干细胞对CD34+细胞在小鼠体内归巢的影响及其机制研究

目的 探讨脐带来源间充质干细胞(MSC)对脐血来源CD34+细胞在NOD/SCID小鼠体内归巢的影响及其可能的机制.方法 将CD34+细胞与MSC细胞共移植入经放射线照射后的NOD/SCID小鼠,采用流式细胞术和RT-PCR检测移植后20 h NOD/SCID小鼠骨髓及脾脏中人CD34+细胞,计算其相应的骨髓和脾脏的归巢效率.将脐血CD34+细胞与脐带MSC体外共培养,检测MSC细胞对CD34+细胞趋化功能的影响;并于培养4、7 d检测培养后CD34+细胞表面CD49e、CD31、CD62L、CD11a等归巢相关黏附分子表达情况.结果 ①移植后20 h采用流式细胞术成功在小鼠骨髓和脾脏中检测到人CD45+细胞.共移植组CD34+细胞骨髓归巢率[(7.2±1.1)%]高于单移植组[(5.4±0.9)%](P<0.05).②RT-PCR结果 显示共移植组小鼠骨髓细胞和脾脏细胞,单移植组小鼠脾脏细胞扩增得到人GAPDH基因片段,而单移植组小鼠骨髓细胞未见明显扩增条带.③MSC存在时,CD34+细胞的体外迁移能力为(35.7±5.8)%,显著高于CD34+细胞自发迁移率[(3.5±0.6)%,P<0.05].④CD34+细胞与MSC体外共培养后细胞表面CD49e、CD31和CD62L黏附分子的表达水平高于CD34+细胞单独培养组.结论 MSC细胞与CD34+细胞共移植有利于CD34+细胞向骨髓、脾脏等造血器官归巢,这可能与MSC促进CD34+细胞迁移以及维持CD34+细胞表面归巢相关黏附分子的表达相关.     

SDF-1/CXCR4信号通路在造血干细胞归巢中作用的研究进展

造血干细胞移植(HSCT)是治疗白血病、淋巴瘤、再生障碍性贫血等恶性血液病的一种有效治疗手段.但是,HSCT后造血功能的恢复与归巢至骨髓造血微环境中的造血干细胞(HSC)数目有关.HSCT输注入受者体内的HSC不会立刻发挥作用,而是先经历一系列复杂的过程归巢至骨髓造血微环境后,才能继续增殖并分化为相应的效应细胞发挥作用.其中,供者HSC与众多细胞及细胞因子间的相互作用是决定HSC归巢、增殖及分化的关键因素.基质细胞衍生因子(SDF)-1及其唯一的受体CXC趋化因子受体(CXCR)4所构成的SDF-1/CXCR4信号通路,可能在HSC归巢中发挥重要作用.为了更深入地研究HSC归巢的具体过程和SDF-1/CXCR4信号通路在该过程中发挥的作用,现对SDF-1、CXCR4的结构、作用机制,以及SDF1/CXCR4信号通路在HSC归巢中作用的研究进展进行综述.     

间充质干细胞与人脐血CD34+细胞共移植对NOD/SCID小鼠造血重建的影响

目的 观察间充质干细胞(MSC)与不同比例脐血CD34+细胞共移植对NOD/SCID小鼠造血重建的影响,明确MSC与脐血CD34+细胞共移植的最适数量.方法 给60Coγ射线照射的雌性NOD/SCID小鼠共移植人MSC和不同比例的脐血CD34+细胞,观察共移植后42 d内小鼠外周血白细胞和血小板变化,并于移植后42 d处死小鼠,用流式细胞术检测外周血、骨髓和脾脏人源细胞含量.结果 与单纯脐血CD34+细胞移植相比较:①脐血CD34+细胞与1、5和10倍数量的MSC共移植时,可明显减轻外周血白细胞和皿小板的下降幅度(P<0.01),提前1周使白细胞和血小板恢复至正常水平(P<0.05),三组间差异无统计学意义(P>0.05);②MSC与不同比例的脐血CD34+细胞共移植均可明显提高外周血、骨髓和脾脏造血细胞植入率.比例为10:1时,外周血、骨髓和脾脏中的人源细胞(huCD45+细胞)含量分别增加了(2.8±0.6)倍、(3.5±0.9)倍和(5.2±0.6)倍,增加倍数差异均有统计学意义(P<0.01),达到了最佳的植入效果.结论 脐血CD34+细胞与10倍数量的MSC共移植可达到最佳的促进造血重建作用.     

间充质干细胞和内皮祖细胞对脐血造血干/祖细胞体外扩增效力的影响

目的比较脐带来源的间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)和内皮祖细胞(Endothelial progeni-tor cells,EPCs)对脐血造血干/祖细胞(Hematopoietic stem/progenitor cells,HSCs/HPCs)的体外扩增效力。方法正常人脐血中分离单个核细胞(Mononuclear cells,MNCs),流式细胞术检测其中HSCs/HPCs所占比例,将MNCs分别接种于处理后的MSCs或EPCs或仅接种于培养液中,比较不同培养条件对HSCs/HPCs扩增能力、表面抗原CD34的表达以及集落形成能力的影响。结果共培养过程中,MSC组和EPC组的MNCs扩增倍数均明显高于对照组,且EPC组更为显著。扩增7天后,对照组、MSC组和EPC组的HSCs/HPCs CD34的表达均较扩增前下降,其中EPC组下降的最为显著,MSC组最不显著。共培养4天后,MSC组的HSCs/HPCs集落形成总数为EPC组的2.47倍(**,P<0.01),共培养7天后,MSC组的HSCs/HPCs集落形成总数为EPC组的3.45倍(**,P<0.01);EPC组与对照组的HSCs/HPCs集落形成总数无显著性差异。结论 MSC和EPC均可为HSCs/HPCs的体外扩增提供适宜的微环境,MSC可抑制HSCs/HPCs的分化,有助于维持其表面抗原CD34的表达,并保持其造血重建潜能和归巢能力;而EPC则可有效促进HSCs/HPCs的分化。     

体外扩增小鼠造血干/祖细胞及重建造血功能的研究

目的 探讨体内中性粒细胞的快速植入及长期重建造血的能力。方法 分离经氟尿嘧啶处理的雄性BDF1小鼠骨髓单个核细胞，以MoFlo细胞分选系统分离纯化CD34^ /c-kit^ 造血干，祖细胞，体外应用骨髓间充质干细胞共培养和阶段扩增结合的方法分别对分离的单个核细胞和CD34^ /c-kit^ 细胞进行体外扩增，并将扩增的有核细胞移植给经亚致死剂量照射的雌性小鼠。结果 以骨髓间充质干细胞为培养基质细胞，结合分阶段扩增方法，有效提高了各种细胞的扩增倍数，其中单个核细胞扩增的总有核细胞、CD34^ 细胞、GM-CFC和HPP-CFC扩增倍数分别为10．8，4．8，65．9和38．8，CD34^ /c-kit^ 细胞扩增的以上4种细胞扩增倍数分别为76．1，2．9，71．7和51．8；扩增细胞移植后可快速产生体内中性粒细胞的植入，并在2个月后的移植小鼠中仍可检测到移植的造血细胞。结论 与骨髓间充质干细胞的共培养，为造血干，祖细胞的有效扩增提供了良好的环境，分阶段扩增法加快了体外造血干，祖细胞的扩增和成熟，为移植后体内中性粒细胞的快速植入创造了条件。     

重组人造血干细胞因子基因在人造血干／祖细胞的转移和表达

目的：拓展造血干细胞因子（ＳＣＦ）的研究和基因治疗途径。方法：利用基因重组技术，构建了编码可溶性人ＳＣＦ基因的逆转录病毒载体ｐＬＸＳＮ－ＳＣＦ，应用脂质体ｌｉｐｏｆｅｃｔｉｎ基因转移法将重组质粒导入Ψ２和ＰＡ３１７病毒包装细胞，经Ｇ４１８选择性培养基筛选，获得产重组病毒的包装细胞ＰＡ３１７／ＳＣＦ，其病毒效价为（２．４～８．５）×１０５ＣＦＵ／ｍｌ，继而感染人造血干／祖细胞。应用多聚酶链反应、ＡＰＡＡＰ免疫组化染色和化学发光－直接酶标法检测人ＳＣＦ基因在细胞中转移和表达。结果：逆转录病毒载体介导的ｒｈＳＣＦ基因在人造血干／祖细胞中获得有效转移和表达。结论：为进一步研究ＳＣＦ的生物学特性及开展干细胞移植等提供了一定的途径。