造血干细胞（Hematopoietic stem cells）
背景
成熟血细胞生命有限，必须通过造血干细胞（hematopoietic stem cells, HSC）增殖分化来补充。对于成年人而言，HSC主要存在于骨髓中，具有自我“复制”（即自我更新）和向所有系列造血祖细胞和成熟血细胞分化的能力。如图1所示，血细胞的形成过程本身就是HSC增殖分化的过程。最近的体内研究显示，HSC也能形成非造血组织，如肌肉、肝脏、血管和皮肤，提示 HSC应用于修复医学的可能性。有关干细胞可塑性和横向分化内容，请参阅相关文献1,2。事实上，临床试验已经证明，向心肌梗塞病人冠脉内注射骨髓源祖细胞，可显著促进心功能恢复3, 4。当然，注射细胞的体内转归和具体的功能机制，仍需进一步研究证实。有人推测，HSC可能横向分化为其它系列细胞；然而，移植细胞与局部细胞的融合，也可能是其重要机制之一5。
为研究HSC的表型和功能特征，研制基于HSC的组织再生治疗方案，建立有效的造血干/祖细胞的检定、分离纯化及培养方法十分必要。本文将介绍检定和定量造血细胞的体内外方法，讨论标记和纯化HSC的措施，并探讨HSC在修复医学中应用的可行性方案。
造血干/祖细胞鉴定方法
体内实验
确定造血干细胞的金标准是，将细胞移植给清髓的受者后，能长期稳定重建整个造血系统。小鼠造血细胞移植是良好的实验模型，用于研究免疫分型特征、归巢能力、植入动力学、细胞因子反应和放射敏感性等干细胞生物学基本原理。在竞争性造血重建实验中，向受照射小鼠移植极限稀释的待测定细胞同时，输注骨髓细胞以确保短期造血植入，受体小鼠免于因移植早期造血抑制而死亡。这种方法可以监测某一群体中HSC的含量，推测体外处理后干细胞的丰度和质量6。通过极限稀释可以确定造血重建细胞的频率，称为竞争性重建单位（competitive repopulating units，CRU）。
免疫缺陷小鼠（如NOD/SCID）或胎羊不排斥异种细胞，因此，可通过异种移植评估人造血干细胞的活性7-9。尤其值得提出的是，通过NOD/SCID小鼠移植可定量地评价人造血干细胞和早期祖细胞的重建能力7,8，这些能引起淋巴系和髓系植入的细胞被称为NOD/SCID（或SCID）重建细胞（SRC）。利用极限稀释法，通过SRC频率测定，可推测骨髓、脐带血和纯化的细胞群中HSC的丰度。至今尚不清楚小鼠NOD/SCID移植实验的SRC值是否能评估HSC移植病人的造血能力。将反转录病毒转染后的狒狒造血细胞同时移植给狒狒和NOD/SCID 小鼠后的结果表明，NOD/SCID移植实验所测定的造血细胞数量，相当于能引起狒狒早期和短暂造血植入的干细胞含量，推测人HSC也可能如此10。但是，人HSC在NOD/SCID小鼠的植入时间较短，只有6-12周，目前尚不能确定其能否反映最原始的HSC在人和大动物中的长期造血能力。NOD/SCID敲除β2微球蛋白小鼠，尤其是敲除IL-2受体γ链基因后，免疫缺陷更为严重，但小鼠寿命明显延长。将人HSC移植给上述基因敲除小鼠，在移植后三周至四个月或更长的时间内，可观察到不同发育阶段的HSC在体内增殖分化，形成连续的人源造血11, 12。这些研究表明，利用这种体内实验，区分短期和长期重建细胞，是有据可依的。
编辑: gaowei2010
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