网站首页 > 干细胞 >

造血干细胞的可塑性

  通常认为,造血干细胞只能生成各系血细胞,但是,近年来的一系列实验表明,造血干细胞具有远超过人们想象的可塑性——除可以分化为各系血细胞外,还可以分化为多种非造血组织细胞,如神经细胞、骨骼肌细胞、心肌细胞、肝脏细胞、血管内皮细胞以及多种组织的上皮细胞等。这些实验的前体都是将造血干细胞置于与以往不同的环境中,这样就使造血干细胞的分化不只受到细胞内在的调控,而且受到周围细胞的分化信号调节。

  1.血液细胞到肌肉细胞

  骨髓来源的细胞可生成肌肉细胞的第一个证据来自于Ferrari等开展的小鼠骨髓移植实验。骨髓取自带有标志基因的转基因小鼠。对受体鼠造成肌肉损伤后,在其肌管检测到报告基因的表达,说明骨髓参与了肌肉重建。

  Bittner及Gussini等则分别将雌性野生型小鼠的骨髓植入患肌营养不良的雌性mdx小鼠(dystrophin-/~)通过原位杂交检测Y染色体相关基因来判断供者细胞的植入与否。在他们的实验中,在骨骼肌的肌管与心肌膜都检测到供者特异的Y染色体,说明供者细胞与宿主细胞融合在了一起。植入的供者细胞部分恢复了受体鼠肌肉中dystrophin的表达。值得注意的是,纯化的造血干细胞与全骨髓一样,具有肌肉形成潜能。

  骨髓生肌潜能的证据来自另一处的实验。将成年小鼠骨髓细胞植入人心肌膜受损的小鼠体内可检测到供者来源的血管内皮细胞和心肌细胞。

  实验结果都证明骨髓细胞具有生肌潜能,因此提升,通过骨髓移植治疗肌营养不良症和心肌梗死等有可能成为一条有效的途径。

造血干细胞的可塑性

  2.血液干细胞到肝脏细胞

  也有越来越多的证据表明,在肝脏受损的机体内,骨髓细胞可以生成肝脏细胞,并可能参与者一组组生理性的细胞更新。在小鼠移植实验:在受致死剂量射线照射的雌性受体可检测到雄性鼠骨髓来源的肝脏卵圆细胞,卵圆细胞进一步可分化为肝脏的两种上皮细胞——小导管细胞和肝实质细胞。另外,对接受男性骨髓移植的女性患者进行分析也发现了骨髓来源的肝脏细胞,

  近来,已有证据表明,骨髓中具有肝脏细胞生成能力的是造血干细胞。有实验证明纯化的造血干细胞具有这一潜能。证明单一一个造血干细胞输注即可参与多种组织的重建。造血干细胞的确和纯化除了利用多种表面标志外,还根据它们向骨髓归巢的能力。

  3.血液干细胞到神经细胞

  对一种不能产生髓系和淋巴系造血的小鼠品系移植成年鼠骨髓细胞后,供者细胞可迁徒到脑部,并在那儿分化生成表达神经元特异性标志的细胞。这一发现提示,骨髓来源的细胞移植有可能作为神经退行性疾病和中枢神经系统损伤治疗的另一有效途径。

  4.在胚胎发育过程中,血液内皮祖细胞(Hemangioblast)是内皮祖细胞和造血干细胞共同的前体细胞。在成体组织中,有研究表明,CD34-造血干细胞扮演了这一角色。

  5.血液需到多组织上皮细胞

  造血干细胞想骨髓归巢的特性对其进行分离的实验研究中发现,如此获得的干细胞具有强大的分化潜能,可以分化成包括肝脏、肾脏、小肠、肺以及皮肤等多种组织的上皮细胞。

  有一点需要注意的是:目前对造血干细胞分向分化的机制仍不清楚,对这一机制的探讨及其对造血干细胞定向分化的调控将大大扩展其在临床上的应用。因为这不仅可以绕过用人的胚胎干细胞作为移植治疗的细胞来源,而且可以减轻异基因移植带来的免疫排斥问题。

关注我们了解更多知识