人胎儿血造血干/祖细胞的生物学特性及其移植实验

背景:造血干细胞来源目前包括骨髓干细胞、外周血干细胞和脐带血干细胞,寻找新的干细胞来源以满足临床移植需要一直是人们的希望。从妊娠第5周起,肝脏中发育成完善的血窦系统,此后造血干细胞就可以随血液流动迁移。目的:观察人胎儿血造血干/祖细胞的生物学特性并对其进行非肥胖糖尿病/重症联合免疫缺陷小鼠移植。设计:对照实验。单位:广西医科大学第一附属医院血液科。对象:①细胞来源:21例胎儿血标本取自胎龄为18～29周[(24.2±3.2)周]死亡胎儿及21例足月脐带血标本取自广西医科大学第一附属医院产科2002-10/2003-02。所取的血标本均取得其家属的知情同意。②实验动物:非肥胖糖尿病/重症联合免疫缺陷小鼠12只,6～7周龄,雌性,无菌饲养于超净工作台中。方法:采用流式细胞术,检测胎儿血的造血干/祖细胞表面标志,包括CD34,CD38,HLA-DR及CD90,同时与21例足月儿脐血作比较。并将人胎血单个核细胞移植给6只经亚致死量照射的非肥胖糖尿病/重症联合免疫缺陷小鼠,5周后观察其植入情况,采用流式细胞术检测小鼠骨髓中人白细胞的含量,以及采用聚合酶链反应检测小鼠骨髓中的人Cart-1基因。主要观察指标:①胎血和脐血造血干/祖细胞表面标志的表达情况。②将胎血细胞移植给非肥胖糖尿病/重症联合免疫缺陷小鼠的植入情况。结果:①人胎血中CD34 细胞的百分率显著高于足月脐血[(2.2588±0.7209)%,(1.5729±0.4783)%,P=0.0004],CD34 CD38-细胞和CD34 CD90 细胞的百分率也均显著高于足月脐血[(1.2986±0.4706)%,(0.8710±0.4095)%,P=0.0016;(0.9300±0.4692)%,(0.5600±0.3658)%,P=0.0324]。②6例胎血中的4例可顺利重建经亚致死量照射的非肥胖糖尿病/重症联合免疫缺陷小鼠的造血,移植后5周在小鼠骨髓中仍可检测到人的白细胞和人Cart-1基因。结论:人胎儿血中有比足月脐血更高含量的造血干/祖细胞,其单个核细胞能植入非肥胖糖尿病/重症联合免疫缺陷小鼠骨髓,并重建髓、淋巴系全面造血。胎儿血有望成为多能造血干细胞来源。     

脐血造血干／祖细胞研究进展

脐血和骨髓均富含造血干／祖细胞，但二者在造血干／祖细胞的含量上存在差别。脐血中各CD34^ 细胞亚群有着独特的免疫表型。脐血造血干／祖细胞能在体外扩增，扩增后的CD34^ 细胞能在SCID小鼠体内造血，由脐血CD34^ 细胞可以生成淋巴细胞和内皮细胞。脐血造血干／祖细胞移植与骨髓造血干／祖细胞移植在患者的生存率、复发率及移植免疫排斥等方面均具有可比性，有着极大的潜在价值。     

异基因造血干细胞移植后造血和免疫功能重建及并发症的比较

目的：通过比较相关供体与无关供体骨髓移植及外周造血干细胞移植治疗恶性血液病过程中造血、免疫重建及移植物抗宿主病的发生，探讨不同来源供体对移植效果的影响。 方法：选择2001-06／2005-09在南方医科大学南方医院接受异基因造血干细胞移植的116例患者，其中71例接受相关供体造血干细胞移植，45例接受无关供体造血干细胞移植。预处理方案：55例应用以全身放射治疗＋环磷酰胺方案为基础、61例应用改良BuCY（羟基脲、马利兰、阿糖胞苷、环磷酰胺）方案为基础的预处理。流式细胞仪测定移植后1，3，6,9及12个月患者的T细胞重建。统计分析两组患者移植后移植物抗宿主病的发生率及严重程度、复发、患者无病生存及造血、免疫重建情况。 结果：①移植后造血重建：相关和无关供体骨髓移植后白细胞重建、血小板重建及相关和无关供体外周造血干细胞移植后血小板重建存在显著性差异[在相关和无关供体骨髓移植后白细胞〉1.0&;#215;10^9/L^-1的时间分别为移植后（13．25&;#177;2．34）和（16．28&;#177;3．01）d。在相关和无关供体外周造血干细胞移植分别为移植后（13．25&;#177;2．34）和（13．13&;#177;4．09）d；在相关和无关供体骨髓移植后血小板〉20&;#215;10^9L^-1的时间分别为移植后（14．58&;#177;6．42）和（20．21&;#177;7．29）d。在相关和无关供体外周造血干细胞移植分别为移植后（12．17&;#177;4．12）和（15．67&;#177;7．12）d，P值分别为0．004、0．025、0．017]。②移植后免疫重建：相关和无关供体骨髓移植患者移植后1个月CD3^＋％和CD4^＋CD3^＋％、移植后9个月CD45RA^＋CD4^＋％及移植后12个月CD45RA^＋CD8^＋％存在显著性差异俨值分别为0．014、0．027、0．001、0．003）；相关和无关供体外周造血干细胞移植患者移植后3个月CD45RO^＋ CD4^＋％有明显差异（P=0．030）。③移植物抗宿主病发生率：相关和无关供体骨髓移植患者Ⅱ～Ⅳ度急性移植物抗宿主病发生率差异有显著性（P=0．050）。相关和无关供体外周造血干细胞移植患者慢性移植物抗宿主病的发生率差异显著（P=0．040），相关和无关供体骨髓移植、相关和无关供体外周造血干细胞移植患者广泛性慢性移植物抗宿主病发生率差异均有显著性（P值分别为0．029、0．007）。④移植后生存情况：相关和无关供体骨髓移植、相关和无关供体外周造血干细胞移植患者的3年无病生存率、总生存率及移植物抗宿主病致死率差异均无显著性。 结论：尽管无关供体骨髓移植患者的急性移植物抗宿主病发生率较高，且无关供体骨髓及外周造血干细胞移植患者造血及免疫重建比相关供体骨髓及外周造血干细胞移植慢，但相关和无关供体骨髓移植、相关和无关供体外周造血干细胞移植患者的3年无病生存率、总生存率及移植物抗宿主病致死率均无显著性差异。无关供体造血干细胞移植治疗血液系统恶性肿瘤具有和相关供体造血干细胞移植一样的疗效。     

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。     

同种异基因脐血移植小鼠模型的建立

探讨胎鼠及新生鼠外周血（FNPB）移植特性。建立同种异基因脐血移植小鼠模型。采用体外集落培养和流式细胞术的方法，检测FNPB与骨髓（BM）造血干/祖细胞含量与特性，给致死量环磷酰胺预处理的BALB/c（H-2^d)小鼠经尾静脉输注C57BL/6（H-2^b)小鼠FNPB，移植后动态观察受鼠存活状况，植入水平，造血与免疫功能恢复及移植物抗宿主病（GVHD）发生情况。结果显示：FNPB中早期红系祖细胞（BFU-E）和CD34^ 细胞含量与BM相近，粒单系祖细胞（CFU-GM）（14天），多向祖细胞（CFU-GEMM）及Sca-1^ CD34^ 细胞亚群明显高于BM，FNPB源造血干细胞占27.94%。结论：FNPB富含造血干/祖细胞，国内首次成功建立同种异基因脐血移植小鼠模型。     

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。     

鸡血藤活性成分SS8对骨髓抑制小鼠造血祖细胞增殖的作用

背景：机体造血调控的关键在于造血干细胞和造血祖细胞，被抑制的造血干／祖细胞的增殖、分化、成熟和释放中的任何一个环节的增强，都可以促进机体造血功能的恢复。目的：分析鸡血藤活性成分SS8对骨髓抑制小鼠粒单系造血祖细胞、红系造血祖细胞、巨核系造血祖细胞增殖的影响。设计：随机对照实验。单位：中国人民解放军总医院临床药理研究室。材料：实验于2002-02／2002-06在解放军总医院药理研究室完成。选取健康昆明种小鼠20只，随机分为正常组、对照组、SS8高剂量组、SS8中剂量组、SS8低剂量，4只／组。方法：除正常组外，其余各组小鼠均以％01射线全身亚致死量辐射（照射率210．6Rnt／min，照射剂量400cGy／min，照射时间110．7s），于照射后当天正常组和对照组腹腔注射无菌注射用水，SS8高、中、低剂量组分别腹腔注射0．4，0．08，0．016g／L鸡血藤活性成分SS8，1次／d，连续给药21d。给药后第3，7，14，21天时分别行颈椎脱位法处死小鼠，收集股骨骨髓造血祖细胞，采用甲基纤维素半固体培养法，对长期接受SS8治疗后的骨髓抑制小鼠的造血祖细胞进行体外培养。主要观察指标：各组粒单系造血祖细胞、红系造血祖细胞、各组爆式红系造血祖细胞、各组爆式红系造血祖细胞的集落生长情况。结果：实验纳入20只小鼠全部进入结果分析。①各组粒单系造血袒细胞集落生长情况：给药后3d，正常组粒单系造血祖细胞集落数为（180．67&;#177;5．03）个，SS8高、中、低剂量组与对照组基本相似[（0．75&;#177;0．96），（1．75&;#177;0．50），（1．75&;#177;0．96），（1．75&;#177;0．96）个；t=1．8477。P=0．1141：t=1．4731，P=0．1911；t=1．4731，P=0．1911]；给药后21d，SS8低剂量组与对照组基本持平[（43．60&;#177;2.07），（47．00&;#177;3．92）个；t=1．5340，P=0．1759]，SS8中、高剂量组均明显高于对照组[（90．60&;#177;3．36），（93．00&;#177;3．16），（47．00&;#177;3．92）个;t=16．8896，P〈0．05；t=18．2718，P〈0．05]。②各组红系造血祖细胞集落生长情况：给药后3d，对照组和SS8高、中、低剂量组与正常组比较，红系造血祖细胞数目明显降低；至给药后7d，各组均开始恢复；给药后21d，SS8低剂量组与对照组基本相似[（44．50&;#177;1．29），（42．67&;#177;7．23）个；t=0．5119，P=0．6305]，SS8中、高剂量组均明显高于对照组[（62．50&;#177;2．08），（93．25&;#177;3．10）．（42.67&;#177;7．23）个，t=5．3553，P〈0．05；t=12．8223，P〈0．051。③各组爆式红系造血祖细胞集落生长情况：给药后3d，对照组和SS8高、中、低剂量组爆式红系造血祖细胞均降至最低，分别为（1．00&;#177;1．00），（7．00&;#177;1．00），（6．00&;#177;2．00），（6．00&;#177;2．00）个，但SS8高、中、低剂量组仍高于对照组（P均〈0．05）；给药后21d，SS8低剂量组仍与对照组相似[（5．00&;#177;1．82），（3.00&;#177;0．82）个；t=2．0038，P=0．0919]，SS8中、高剂量组均明显高于对照组[（15．25&;#177;2．50），（16．25&;#177;1．71），（3．00&;#177;0．82）个；t=9．3119，P〈0．05；t=13．9735，P〈0．01]。④各组巨核系造血祖细胞集落生长情况：给药后3d．由于照射后小鼠骨髓造血祖细胞的增殖能力明显受损，SS8高、中、低剂量组及对照组巨核系造血祖细胞数目较正常组显著降低，但SS8高、中、低剂量组仍高于对照组[（2．67&;#177;0．58），（1．33&;#177;0．58），（1．33&;#177;0．58），（0．33&;#177;0．58）个]，且SS8高剂量组与对照组比较有显著性差异（t=4．9412，P=0．0078）；给药后21d，SS8高、中、低剂量组均明显高于对照组[（2．50&;#177;0．58），（2．00&;#177;0．32）．（1．50&;#177;0．58）．（1．00&;#177;0．52）个；t=3．8512，P=0．0084；t=0．9753．P=0．3617；t=1．2837，P=0．2466]。结论：鸡血藤活性成分SS8低剂量对骨髓抑制小鼠造血祖细胞的增殖无显著刺激作用，而中、高剂量均可显著升高骨髓抑制后粒单系造血祖细胞、红系造血祖细胞、巨核系造血祖细胞集落产率，且随时间的延长刺激作用逐渐加强，且高剂量的刺激作用明显优于中剂量。提示造血祖细胞的增生是机体造血的重要环节，鸡血藤活性成分SS8对骨髓抑制小鼠造血祖细胞的增殖有明显刺激作用。     

人脐血非造血干细胞的基本特性

目的：通过对体外培养人脐血来源非造血干细胞生长特性的观察和对细胞免疫表型的检测，探讨人脐血来源非造血干细胞的一般特性，为进一步研究人脐血来源非造血干细胞提供依据。 方法：实验于2005-01／10在首都医科大学北京神经科学研究所和首都医科大学组织学胚胎学教研室实验室完成。脐带血由首都医科大学附属天坛医院提供，经密度梯度离心法分离新鲜脐带血，获取的单个核细胞进行培养。①倒置显微镜下观察细胞形态。②培养基中加入白血病抑制因子或用Mescencult间充质干细胞培养基进行培养，记录细胞生长状况。③流式细胞术分析脐血单个核细胞的免疫表型。 结果：①人脐血非造血千细胞形态观察：较低密度接种细胞并不能形成大量贴壁细胞，而以5&;#215;10^6细胞密度接种则在48-72h后出现贴壁的梭形细胞：培养过程中细胞形态逐渐形成均一梭形。②生长特性：人脐血非造血干细胞接种5d后增殖速度加快，随后的几天内保持较快的增殖速度，15d后进入平台期。高糖DMEM培养基＋胎牛血清和高糖DMEM培养基＋胎牛血清＋白血病抑制因子，两种培养体系在细胞增殖上未显示差异，白血病抑制因子并没有显著改善人脐血非造血干细胞生长增殖速度。③免疫表型：新鲜脐血经分离得到的单个核细胞中有少量CD34阳性细胞，CD90，CD166阳性细胞比例分别为（24．18&;#177;5．46）％和（36．44&;#177;6．26）％；人脐血非造血干细胞体外培养10d左右无CD34阳性细胞，CDl66阳性细胞的比例达（76．48&;#177;4．54场，较单个核细胞中CDl66阳性细胞比例明显增高，并且表达HLA-ABC，而少量表达HLA-DR。 结论：合适的细胞接种密度有利于人脐血非造血干细胞贴壁生长。白血病抑制因子并不能增加体外培养的人脐血非造血干细胞的生长增殖速度。人脐血非造血干细胞体外培养10d左右可以获得纯度较高的CD166阳性细胞．     

骨髓CD34^＋细胞移植促进梗死心肌血管形成的实验研究

目的：研究骨髓CD34^+细胞移植对梗死心肌血管再生的作用。方法：用免疫磁珠法从犬肋骨骨髓分离CD34^+细胞并注射到CO2冷冻建立的慢性心肌梗死模型区，2，4，8周后取标本，应用免疫组化方法检测血管第八因子的表达，计数血管密度，分别于建立模型前、后4周和干细胞移植后8周应用。^99TC^m-甲氧基异丁基异腈(^99TC^m-MIBI)单光子计算机断层扫描对心肌血流灌注进行评价，计算放射性分布缺损计数(F值)。结果：骨髓CD34^+细胞移植2，4，8周后梗死区血管密度(200倍视野下数)分别为(3．2&;#177;1．2)，(8．2&;#177;0．8)，(12．7&;#177;2．2)条／视野，明显高于对照组(t=5．09，14．07，8．67，尸均&;lt;0．05)。骨髓CD34^+细胞移植前、后8周的心肌灌注显像F值分别为5．44&;#177;0．70，1．50&;#177;0．55。细胞移植后梗死区心肌血流灌注得到明显改善(t=10．84，P均&;lt;0．05)。结论：骨髓CD34^+细胞梗死心肌移植可明显促进梗死区血管形成，提高梗死区心肌的血流灌注。     

静脉移植骨髓间充质干细胞改善心肌病心力衰竭大鼠的心功能

目的：经静脉移植骨髓间充质干细胞至阿霉素诱导的心力衰竭大鼠体内，观察骨髓间充质干细胞对心功能的影响及其在体内的存活情况。 方法：实验于2004—03／2005—11在福建省高血压研究所完成。①分离纯化近交系F344大鼠骨髓间充质干细胞进行体外培养，采用流式细胞仪检测其表面标记CD34，CD44和CD90。②10只正常大鼠作为正常对照组。32只大鼠腹腔注射阿霉素（15mg／kg）建立心肌病心力衰竭模型，然后随机分为细胞移植组16只，以5-溴-2’脱氧尿苷标记第2代骨髓间充质干细胞，经股静脉移植；移植对照组16只，移植等量DMEM培养基。③细胞移植后4周，多导生理记录仪测量3组大鼠的心功能，心脏组织切片行免疫组织化学染色，观察移植细胞在受体大鼠体内的存活情况。 结果：实验中细胞移植组有4只大鼠，移植对照组有7只死亡，进入结果分析31只。①体外培养的第2代骨髓间充质干细胞均一表达CD44和CD90，不表达CD34。②心功能测定显示：细胞移植组大鼠的左室收缩压、左室内压最大上升速率和下降速率均比移植对照组明显升高[（101&;#177;7）比（76&;#177;6）mmHg，（4875&;#177;309）比（3644&;#177;380）mmHg／s，（5075&;#177;336），（3544&;#177;354）mmHg／s，P〈0．05]，而左室舒张末压明显降低[（15&;#177;1），（20&;#177;2）mmHg／s，P〈0．05]；移植对照组左室收缩压、左室内压最大上升速率和下降速率均比正常对照组明显下降（P〈0．05），而左室舒张末压明显升高（P〈0．05）。③免疫组织化学显示：细胞移植组大鼠的心脏组织切片上有5-溴-2’脱氧尿苷标记的移植细胞存活，并且表达心肌特异性抗原β-肌球蛋白重链；细胞移植组室间隔和左心室处血管数量均明显多于移植对照组[（9．0&;#177;1．3）比（6．5&;#177;1．9）血管数／高倍镜，（9．9&;#177;1．5）比（7．8&;#177;1．4）血管数／高倍镜，P〈0．05]。 结论①经静脉移植骨髓间充质干细胞可有效改善阿霉素诱导的心力衰竭大鼠心功能。②骨髓间充质干细胞可归巢至心脏，分化为心肌样细胞。