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造血干細(xì)胞的基本特性

造血干細(xì)胞的多向分化潛能使造血干細(xì)胞分化為各類祖細(xì)胞系, 祖細(xì)胞又可以分化為各種類型的血細(xì)胞。在造血干細(xì)胞發(fā)育、成熟的過程中, 除了分化為成熟的細(xì)胞, 部分細(xì)胞會衰老、死亡。為了維持終生造血, 造血干細(xì)胞會不斷地進(jìn)行自我更新。但是在一次次的DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂中又增加了突變的可能。

在成體中, 70%的HSC處于靜息狀態(tài), 這種狀態(tài)可使終生存在的造血干細(xì)胞可以盡可能減少由于增殖帶來的基因組不穩(wěn)定性, 降低細(xì)胞應(yīng)激帶來的傷害。當(dāng)造血干細(xì)胞受到信號刺激時, 靜息的造血干細(xì)胞就會退出G 0 期, 進(jìn)入分裂狀態(tài), 補充血細(xì)胞的種類和數(shù)量。造血干細(xì)胞這種靜息與自我更新的平衡受到信號通路分子、黏附相關(guān)分子等的調(diào)節(jié) 。靜息與自我更新的平衡, 關(guān)系到造血干細(xì)胞的轉(zhuǎn)化及白血病干細(xì)胞干性的維持, 與白血病的發(fā)生相關(guān)。探索調(diào)節(jié)靜息的相關(guān)細(xì)胞間的相互作用及分子機制, 可以更好地了解造血干細(xì)胞的生物學(xué)特征, 闡釋其衰老和癌變的機制。

由內(nèi)皮細(xì)胞、成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞等組成的造血微環(huán)境是造血干細(xì)胞賴以生存的場所, 調(diào)節(jié)著造血干細(xì)胞的靜息、增殖和分化。影響造血干細(xì)胞的微環(huán)境成分主要分為兩種: 成骨微環(huán)境和血管微環(huán)境。血管微環(huán)境富含沿血管分布的竇內(nèi)皮細(xì)胞系, 主要參與短期造血干細(xì)胞的增殖和分化; 而成骨微環(huán)境主要是指骨腔內(nèi)表面的區(qū)域, 包含豐富的成骨細(xì)胞, 對長期造血干細(xì)胞處于靜息狀態(tài)發(fā)揮重要的作用。

造血干細(xì)胞通過與成骨細(xì)胞相互作用維持靜息狀態(tài) , 一方面, 成骨細(xì)胞表面可以表達(dá)多種信號分子, 如Jag-ged1, 通過Notch途徑調(diào)節(jié)造血干細(xì)胞; 另一方面, 成骨細(xì)胞還可分泌多種可溶性分子, 如血小板生成素、干細(xì)胞生長因子、血管生成素等調(diào)節(jié)造血干細(xì)胞的靜息和維持。一些介導(dǎo)造血干細(xì)胞和成骨細(xì)胞系的黏附分子以及體內(nèi)的鈣氧含量等也參與介導(dǎo)了骨髓微環(huán)境對HSC靜息的調(diào)節(jié)。