組織學(xué)/造血干細(xì)胞和造血細(xì)胞

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組織學(xué)

血液和血細(xì)胞發(fā)生
- 骨髓和血細(xì)胞發(fā)生
  - 骨髓的結(jié)構(gòu)
  - 造血干細(xì)胞和造血細(xì)胞
  - 血細(xì)胞發(fā)生過(guò)程的形態(tài)演變

血細(xì)胞發(fā)生是造血干細(xì)胞經(jīng)增殖、分化直至成為各種成熟血細(xì)胞的過(guò)程。造血干細(xì)胞（hemoplietic stem cell）是生成各種血細(xì)胞的原始細(xì)胞，又稱多能干細(xì)胞（multipotentialstem cell）。造血干細(xì)胞在一定的微環(huán)境和某些因素的調(diào)節(jié)下，增殖分化為各類血細(xì)胞的祖細(xì)胞，稱造血祖細(xì)胞（hemopoieticprogenitor），它也是一種相當(dāng)原始的具有增殖能力的細(xì)胞，但已失去多向分化能力，只能向一個(gè)或幾個(gè)血細(xì)胞系定向增殖分化，故也稱定向干細(xì)胞（committed stem cell）。

1．造血干細(xì)胞 造血干細(xì)胞起源于人胚（受精后第2周末）的卵黃囊血島；當(dāng)胚體建立循環(huán)后，造血干細(xì)胞經(jīng)血流遷入胚肝。第3～6月的胎兒肝是主要的造血器官，含造血干細(xì)胞較多，近年應(yīng)用分離的胎肝造血細(xì)胞治療再生障礙性貧血等血液病患者。出生后，造血干細(xì)胞主要存在于紅骨髓，約占骨髓有核細(xì)胞的0.5％，其次是脾和淋巴結(jié)，外周血中也有極少量。關(guān)于造血干細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)，至今尚無(wú)定論，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為類似小淋巴細(xì)胞，直徑7～9μm，胞質(zhì)內(nèi)除大量游離核糖體和少量線粒體外，無(wú)其他細(xì)胞器。

造血干細(xì)胞的基本特性是：①有很強(qiáng)潛能，在一定條件下能反復(fù)分裂，大量增殖；但在一般生理狀態(tài)下，多數(shù)細(xì)胞處于G₀期靜止?fàn)顟B(tài)。②有多向分化能力，在一些因素的作用下能分化形成不同的祖細(xì)胞。③有自我復(fù)制能力，即細(xì)胞分裂后的子代細(xì)胞仍具原有特征，故造血干細(xì)胞可終身保持恒定的數(shù)量。

造血干細(xì)胞學(xué)說(shuō)是60年代初提出的，此后為大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)，是血細(xì)胞發(fā)生學(xué)領(lǐng)域的重大成就。造血干細(xì)胞最初是用小鼠脾集落生成實(shí)驗(yàn)證實(shí)的。實(shí)驗(yàn)是將小鼠骨髓細(xì)胞懸液輸給受致死量射線照射的同系小鼠，使后者重新獲得造血能力而免于死亡。重建造血的原因是脾內(nèi)出現(xiàn)許多小結(jié)節(jié)狀造血灶，稱為脾集落（spleen colony）（圖5-10）。脾集落內(nèi)含有紅細(xì)胞系、粒細(xì)胞系、巨核細(xì)胞系或三者混合存在。如將脾集落細(xì)胞分離后再輸給另外的致死量射線照射的同系小鼠，仍能發(fā)生多個(gè)脾集落，并重建造血。脾集落生成數(shù)與輸入的骨髓細(xì)胞數(shù)或脾集落細(xì)胞數(shù)成正比關(guān)系，表明骨髓中有一類能重建造血的原始血細(xì)胞。為確定一個(gè)脾集落的細(xì)胞是否起源于同一個(gè)原始血細(xì)胞，又將移植細(xì)胞經(jīng)照射后出現(xiàn)畸變染色體，以此作為辨認(rèn)血細(xì)胞發(fā)生來(lái)源的標(biāo)志。將此種帶標(biāo)志的細(xì)胞輸給受照射的小鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每個(gè)脾集落中的所有細(xì)胞均具有這種相同的畸變?nèi)旧w，表明每個(gè)集落的細(xì)胞是來(lái)自一個(gè)原始血細(xì)胞。每個(gè)脾集落為一個(gè)克?。╟lone），稱為脾集落生成單位（colony forming unit,CFU-S），它代表一個(gè)造血干細(xì)胞。近年還發(fā)現(xiàn)，造血干細(xì)胞中存在不同分化等級(jí)的細(xì)胞群體，如髓性造血干細(xì)胞可分化為紅細(xì)胞系、粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞系、巨核細(xì)胞系造血祖細(xì)胞；淋巴造血干細(xì)胞可分化為各種淋巴細(xì)胞（彩圖5-11）。

小鼠脾集落實(shí)驗(yàn)

圖5-10 小鼠脾集落實(shí)驗(yàn)

血細(xì)胞發(fā)生

圖5-11 血細(xì)胞發(fā)生

人造血干細(xì)胞的存在也有一些間接依據(jù)。如慢性粒細(xì)胞性白血病患者的紅細(xì)胞系、粒細(xì)胞系和巨核細(xì)胞系均具有Ph′畸變?nèi)旧w，由此推測(cè)這三種細(xì)胞來(lái)自共同的干細(xì)胞；又如人骨髓細(xì)胞體外培養(yǎng)，出現(xiàn)混合性細(xì)胞集落，也表明造血干細(xì)胞的存在。

2．造血祖細(xì)胞由造血干細(xì)胞分化為幾種不同的造血祖細(xì)胞，它們進(jìn)而再分別分化為形態(tài)可辨認(rèn)的各種幼稚血細(xì)胞（圖5-11）。造血祖細(xì)胞的增殖能力有限，它們依靠造血干細(xì)胞的增殖來(lái)補(bǔ)充。造血祖細(xì)胞可用體外培養(yǎng)的細(xì)胞集落法測(cè)定。在不同的集落刺激因子（colony stimulating factor,CSF）作用下，可分別出現(xiàn)不同的血細(xì)胞集落，目前已確認(rèn)的造血祖細(xì)胞有：①紅細(xì)胞系造血祖細(xì)胞，必需在紅細(xì)胞生成素（erythropoietin,EPO，由腎等產(chǎn)生）作用下才能形成紅細(xì)胞集落，又稱紅細(xì)胞集落生成單位（CFU-E）。②中性粒細(xì)胞－巨噬細(xì)胞系造血祖細(xì)胞，需在粒細(xì)胞生成素（granulopoietin，由巨噬細(xì)胞產(chǎn)生）作用下形成該種細(xì)胞的集落，又稱粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞系集落生成單位（CFU-GM）。③巨核細(xì)胞系造血祖細(xì)胞，需在血小板生成素（thrombopoietin）作用下形成巨核細(xì)胞集落，又稱巨核細(xì)胞系集落生成單位（CFU-M）。其在細(xì)胞的造血祖細(xì)胞的存在，目前尚無(wú)確切實(shí)驗(yàn)結(jié)果。