干细胞因子联合血小板生成素在体外抑制脐血巨核细胞凋亡的实验研究

目的比较不同细胞因子组合扩增巨核细胞的效应,并探讨造血干细胞因子(SCF)是否能有效抑制血小板生成素(TPO)介导的巨核细胞的凋亡。方法通过不同细胞因子组合诱导脐血巨核细胞扩增,并在培养后期用流式细胞仪分别检测TPO SCF组与单用TPO组CD41 细胞及脐血单个核细胞(CBMC)凋亡率。结果经14天培养后,SCF TPO组扩增的巨核细胞的数量和纯度均较高,分别为48.90%±5.71%、21.55%±2.83%,且培养后期TPO SCF组CD41 细胞及CB-MC凋亡率均明显低于单用TPO组。结论SCF能有效抑制TPO介导的细胞凋亡,促进巨核细胞有效扩增,进一步说明体外扩增巨核细胞,SCF与TPO的联合是必不可少的。     

促血小板生成药物的研究现状及进展

血小板减少是临床常见的问题,血小板的生成主要依赖于血小板生成素的调节,其与特异性受体c-mpl结合后激活下游多条信号通路,包括STAT3/5,MAPK/RAs及P13K.新一代的血小板生成素模拟物克服了重组血小板生成素携带的免疫源性,其通过不同方式激活血小板生成素受体,并提高血小板数量,为治疗血小板减少的患者带来希望.此外白细胞介素及血小板源性生长因子也参与血小板的生成.单胺递质5-羟色胺是血小板内容物之一,已证实其是巨核细胞生长因子之一,通过与巨核细胞表面的5-HT2B受体结合而促进巨核细胞的增殖和分化.本文拟就促进血小板生成的细胞因子的作用机制和新的血小板生长因子的研究现状及进展作一综述.     

脐血CD34^＋细胞体外诱导分化为成熟巨核细胞及产出血小板

背景:据作者查新检索,国外尚无通过体外诱导干细胞生成具有功能的血细胞并形成产品的报道.目的:体外诱导脐血CD34+细胞向成熟巨核细胞分化,并观察血小板产出情况.设计、时间及地点:细胞学体外观察,于200412006在湘雅医院及湘雅三医院中心实验室完成.材料:脐带来源于足月妊娠健康产妇,由湘雅医院提供.方法:免疫磁珠法分选脐血CD34+细胞,按5×107L-1密度接种于24孔培养板,加入含L-谷氨酰胺、铁饱和的人转铁蛋白、CaCl2、胰岛素、去离子牛血清白蛋白及重组人血小板牛成素的StemPro-34无血清培养基,置于37℃、体积分数为0.05的CO2饱和湿度条件F向巨核细胞诱导培养14～21d.吸取细胞培养液,离心取上清,再次离心弃上清,余下物质即为细胞培养液中比重较小的血小板样颗粒.同法分离正常富血小板血浆中的血小板.主要观察指标:培养细胞与上清液中血小板样颗粒的形态变化、免疫组织化学染色结果、显微及超微结构观察,血小板聚集情况及CD41的表达.结果:培养第10天,巨核细胞诱导培养体系中出现丝状物质,片有血小板样颗粒产生,第16天达高峰:培养细胞强阳性表达血小板特异件抗原GP Ⅱb Ⅲa:光镜观察培养细胞呈成熟巨核细胞形态,但也可见幼稚巨核细胞样,巨核细胞旁可见血小板样颗粒:电镜观察培养细胞大多呈成熟巨核细胞形态,少量呈凋亡状态,上清液中血小板样颗粒与富血小板血浆中的血小板大小、超微结构基本一致,有的血小板表面光滑,有的则呈现不规则表面.上清液中血小板样颗粒与正常富血小板血浆中的血小板均能对凝血酶产生聚集反应,流式细胞仪检测两者具有同样的CD41高表达率.结论:脐血CD34+细胞能在体外诱导生成高纯度且成熟的巨核细胞,并产出血小板.     

调控巨核系造血的细胞因子和转录因子

本综述有关细胞因子和转录因子在调控巨核细胞和血小板生成的作用。巨核细胞的生成包括巨核系祖细胞增殖与分化为未成熟巨核细胞。再进一步分化为成熟巨核细胞并释出血小板的过程。在巨核系造血的早期阶段，主要由TPO及IL-1，IL-3和PDGF调控；在分化的后期有TPO及IL-6和IL-11参与。多个转录因子也参与巨核细胞的分化过程，GATA-1，FOG-1和Fil-1主要作为早期至中期巨核细胞生成的调节因子。NF-E2则主要参与晚期巨核细胞分化和血小板生成的调控。目前对血小板释放的机制还缺乏深入了解。一氧化氮可能通过引起巨核细胞的凋亡。参与血小板的释放过程。     

一种人诱导多能干细胞分化生成巨核细胞的优化方案

目的 优化现有spin-EB培养法,促进人诱导多能干细胞(human induced pluripotent stem cells, hiPSCs)分化生成巨核细胞(megakaryocytes, MKs)。方法 本研究通过将hiPSCs初始接种量从3 500个细胞/孔提高至8 000个细胞/孔,增加了形成EB的大小。通过观察分化过程中EB-造血细胞的产生时间,检测不同阶段CD34⁺造血干祖细胞、CD41⁺MKs的增殖情况,研究该优化方案是否促进hiPSCs向造血祖细胞(hematopoietic progenitor cells, HPCs)和MKs分化。结果 通过提高hiPSCs初始接种量,增加形成EB的大小可促进hiPSCs向HPCs和MKs分化的进程和细胞产生效率。结论 我们研究描述了一种优化的和可重复的分化方法,在相对短的时间内可以更高的产量从hiPSCs产生造血干祖细胞和成熟的巨核细胞。不断优化体外hiPSCs分化生成MKs和血小板的培养方案,并促进输血医学中大规模的体外血小板生成,具有重要的临床意义和广阔的科研前景。     

基于流式细胞术的低值血小板检测方法的性能评价

目的 对流式平台检测低值血小板的方法进行性能评价.方法 在流式平台上用绝对计数管检测不同浓度的低值血小板,并分析其在各个不同浓度下的精密度和正确度.同时用所得结果与人工镜检法进行比较.在巨核细胞体外培养实验操作中进行验证,通过检测巨核细胞培养体系内的血小板浓度,分析其与体系内巨核细胞数量的相关性.结果 流式法检测低值血...     

巨核细胞生成中的细胞因子和转录因子调节

巨核细胞生成包括巨核系祖细胞增殖、分化为未成熟的巨核细胞,再进一步分化为成熟巨核细胞并释放血小板的过程.在巨核系造血的早期阶段,主要由TPO、IL-1、IL-3和PDGF调控,在分化后期有TPO、IL-6和IL-11参与.多个转录因子也参与巨核细胞的分化过程,GATA-1、FOG-1和Fil-1调节早期及中期的巨核细胞生成,NF-E2参与晚期巨核细胞分化和血小板的生成.本文综述有关细胞因子及转录因子在调控巨核细胞和血小板生成中的作用.     

巨核细胞发育和血小板生成的调控机制

巨核细胞发育是一个涉及多极信号的复杂生物过程,包括造血干细胞的增殖、巨核系祖细胞的分化和成熟的巨核细胞产生血小板.巨核细胞的发育和血小板的产生调控机制受多种造血生长因子、趋化因子及相应的信号转导通路和转录因子协同调控.从细胞的形态、血清中的细胞因子到RNA、DNA,巨核细胞的研究可谓发展迅速.现就目前所认识的调控巨核细胞成熟和促血小板生成的相关因子进行综述.     

PDGF/PDGFR对血小板生成的调节作用

血小板衍生生长因子(PDGF)是重要的细胞因子,研究表明PDGF对造血干/祖细胞,巨核细胞/血小板、以及骨髓微环境的血小板生成素(TPO)合成都有重要的调节作用.PDGF可直接亦可通过促进其他生长因子生成如GM-CSF等促造血干/祖细胞的增殖和分化,抑制其凋亡.同时PDGF可调控TPO的生成及骨髓微环境,进而发挥对造血...     

动员人外周血巨核祖细胞体外扩增的研究

本研究探讨多种细胞因子(TPO、SCF、FL、IL-1、IL-3、IL-6)组合的几种培养体系对人外周血CD34+细胞体外诱导扩增生成巨核细胞的作用,研究人外周血来源的巨核细胞体外扩增的最佳细胞因子组合及培养时间。用Ficoll-Hapaque分离法分离动员的外周血(MPB)单个核细胞,免疫磁珠法分离纯化CD34+细胞,并将其在含胎牛血清的液体培养体系中、各组细胞因子诱导下培养15天。在不同时间点采用血细胞计数板进行细胞计数,采用流式细胞术检测培养体系中CD41+细胞的含量;同时采用甲基纤维素半固体培养法进行巨核细胞集落培养,测定巨核细胞集落形成单位(CFU-MK)的数量。结果表明经过15天的培养,在MPB来源的CD34+细胞体外诱导并扩增巨核祖细胞体系中,以TPO/FL/IL-6/IL-3组合的扩增效果最好,明显高于其它3组,CD41+细胞第5天、10天分别扩增了93.97±17.27倍、131.23±18.26倍。第15天CD41+细胞含量及CD41+细胞数迅速下降。CFU-MK产率(/1×103个细胞)第5天、10天分别为83.33±10.02个、120.67±13.01个,明显高于其余3组。结论以TPO/FL/IL-6/IL-3因子组合为体外诱导扩增巨核祖细胞的最佳组合,动员外周血的巨核祖细胞体外诱导扩增以培养第10天为宜。本实验建立了动员人外周血来源的巨核祖细胞体外扩增体系。     

Serum supplement, inoculum cell density, and accessory cell effects are dependent on the cytokine combination selected to expand human HPCs ex vivo

BACKGROUND: The prolonged periods of pancytopenia associated with cord blood transplants suggest that in some cases cell numbers may be limiting. The possibility that limiting cell numbers may be overcome and prolonged periods of pancytopenia abrogated by the transplantation of human umbilical cord blood cells expanded ex vivo has led to efforts to define optimal culture conditions for these cells. STUDY DESIGN AND METHODS: Cord blood CD34+ cells were cultured with three cytokine combinations: SCF+G-CSF+GM-CSF+MGDF (SGGM); IL-6+ SCF+MGDF+Flt3-ligand (6SMF); and IL-1+IL-3+IL-6+G-CSF+GM-CSF+SCF+Epo (GFmix). Serum effects, inoculum concentration (cells/mL) seeding density (cell/cm(2)) and accessory cell effects on the expansion of CD34+ cells were determined. RESULTS: Cellular outputs were significantly higher with fetal calf serum (FCS) than with cord blood serum (CBS) or adult group AB serum (ABS) in the presence of 6SMF, however, CBS was as effective as FCS. The best seeding concentrations varied for each of the cytokine combinations, and inoculum densities exceeding 1000 cells per cm(2) proved detrimental for cultures containing GFmix and SGGM. Accessory cell studies indicated that populations expressing the CD33 antigen inhibited the expansion of purified CD34+ cells in the presence of GFmix or SGGM, but not in the presence of 6SMF. CONCLUSION: Serum supplement, inoculum cell concentration, seeding densities, and accessory cell effects are dependent upon the cytokine combination selected to expand cord blood HPCs ex vivo. Thus, each of these measures should be assessed to establish reproducible and reliable conditions for the selection of different cytokine combinations to culture cord blood HPCs.     

不同细胞因子组合对脐血造血干细胞体外扩增效果分析

目的观察不同细胞因子组合对脐血干细胞体外扩增效果的影响。方法用含15%胎牛血清的改良细胞培养液,按加入的不同细胞因子组合分成7个实验组(A—G)进行细胞培养。分别于培养0d、3d、7d、14d取培养液,台盼蓝染色计数单个核细胞的总数、流式细胞仪分析CD34+细胞含量。结果与对照组相比,含细胞因子的7个实验组单个核细胞的数量均显著增加,除F组在培养d14时扩增达到峰值(15.60±10.90)×109/L外,其它各实验组在扩增d7时,均达到了扩增峰值并以E组为最高(17.11±6.12)×109/L,培养延续到d14时,各组均有不同程度的下降。所有实验组CD34+细胞的百分比也显著提高,A、D、E、F、G组均在d7达到了峰值,B、C组则在第14d达到峰值。经计算,扩增7d时CD34+细胞单位体积含量范围在(34.7±10.4)×107/L(A组)—(168.6±43.5)×107/L(这种表述似乎不太合适),对应的扩增达10—50倍。结论不同细胞因子组合可以提高脐血单个核细胞和CD34+细胞的扩增效率,SCF+IL-3,-6,-2,-4的组合在d7时达到了最佳的扩增。     

人胎盘源贴壁细胞支持脐血CD34+细胞体外扩增

从胎盘中分离培养人胎盘源贴壁细胞 (humanplacentaderivedadherentcells,hPDAC) ,研究其对脐血CD34+细胞体外扩增作用。以酶消化法自人胎盘组织中分离培养hPDAC ,并以流式细胞术对其进行鉴定。进一步 ,采用免疫磁珠法分离人脐血CD34+细胞 ,建立以hPDAC为滋养层的CD34+细胞体外扩增培养体系 ,并与无滋养层的液体培养体系相比 ,观察不同培养体系对有核细胞总数、CFC及CD34+细胞百分率的影响。结果表明 ,人胎盘组织中可分离培养出hPDAC ,并证实其为混合性细胞群体 ,主要含有间充质细胞。以hPDAC为滋养层的共培养体系较无滋养层液体培养体系对有核细胞总数、CFC及CD34+细胞均具有明显的扩增效应 ,其中以SCF +IL 3+IL 6 +FL +hPDAC组扩增效果最强 ,分别扩增了 ( 12 6 .0± 6 .7)倍 ,( 4 9.8± 1.7)倍和 ( 8.3± 1.6 5 )倍。上述结果提示 ,hPDAC具有体外支持造血作用 ,并提供了一与脐血CD34+细胞体外扩增相适应的新滋养层。     

不同细胞因子组合对人脐血单个核细胞体外扩增及CD49d和CXCR4表达的影响

为了探讨不同的细胞因子组合对脐血单个核细胞体外的扩增作用及扩增后CD49d和CXCR4的变化，将新鲜脐血标本分离的单个核细胞接种于含有不同细胞因子组合的无血清无基质培养体系中培养7天，在0天，7天检测有核细胞数，CD34^＋细胞数及CD34^＋CXCR4^＋，CD34^＋CD49d^＋的细胞数和集落形成单位（CFU）数．根据不同细胞因子组合实验分组为：对照组；SF组（SCF＋FL）；SFT组（SCF＋FL＋TPO）和SFT6组（SCF＋FL＋TP0＋IL-6）。结果表明，和对照组相比，SF组合仅能低水平支持脐血造血细胞扩增，加入TPO后即SCF／FL／TPO组合能有效的扩增脐血细胞，但SFT和SFT6两组之间差异却无明显发生（P〉0．05）；SF，SFT和SFT63组的细胞因子组合均可提高脐血CD34^＋细胞CD49d，CXCR4的表达，但3组之间差异无显著性（P〉0．05）。结论：SF组合可协同扩增人造血细胞，但协同作用较弱；TPO在脐血造血干／祖细胞体外扩增中起重要调节作用，而IL-6作用不显著；SCF／FL／TPO 3种因子组合不仅可促进脐血造血祖细胞的扩增，而且可上调脐血造血细胞CD49d，CXCR4表达。     

基于磁性纳米粒子-抗体复合物分离CD34+细胞的新技术

本研究合成磁性纳米粒子-抗体复合物（magnetic nanoparticles-antibody,MNPs-Ab）,建立用此复合物从脐带血中分离CD34^＋细胞的方法并评价其效果。利用磁性纳米粒子-抗体复合物的超顺磁性和对CD34^＋细胞的识别及结合功能,在外加磁场的作用下,分离脐血中的CD34^＋细胞;用扫描电子显微镜（scanning electron microscopy,SEM）观察分离后CD34^＋细胞的形态变化;用流式细胞仪（flow cytometer,FCM）分析分离效率;用液体培养和集落培养鉴定CD34^＋细胞增殖能力和多向分化能力。结果显示：利用磁性纳米粒子-抗体复合物可以快速、高效地将CD34^＋细胞从脐血中分选出来,而且分离后的CD34^＋细胞仍然保持正常形态、高度的增殖能力和多向分化能力。结论：成功地研制了磁性纳米粒子-抗体复合物分离CD34^＋细胞技术,该技术能高效、快速地分离CD34^＋细胞。     

转基因骨髓基质细胞对人脐血CD34+细胞体外扩增作用的研究

为探讨转染FL基因的人原代骨髓基质细胞对脐血CD34+ 细胞的体外扩增效应 ,建立了转基因骨髓基质细胞与人脐血CD34+ 细胞共培养体系。采用免疫磁珠法分离人脐血CD34+ 细胞 ,在不同的体外培养体系中进行培养并取样检测细胞总数 ,CFC和CD34+ 细胞百分率。结果表明 ,在不同组合的培养体系中 ,转基因骨髓基质细胞培养体系较骨髓基质细胞培养体系和无滋养层培养体系对有核细胞总数 ,CFC含量和CD34+ 细胞含量均具有明显的扩增作用 ,分别扩增了 12 2 .5± 4 .3,39.6± 2 .7和 11.8± 0 5 2倍 (P <0 .0 5 )。结论 :转染FL基因的人骨髓基质细胞协同其它细胞因子可增强对人脐血CD34+ 细胞的体外扩增作用。     

Efficiency of transgenic T cell generation from gene-marked cultured human CD34+ cord blood cells is determined by their maturity and the cytokines present in the culture medium

Success of gene therapy for diseases affecting the T cell lineage depends on the thymic repopulation by genetically engineered hematopoietic progenitor cells (HPC). Although it has been shown that retrovirally transduced HPC can repopulate the thymus, little information is available on the effect of the culture protocol. Moreover, for expansion of the number of HPC, cytokine supplemented culture is needed. Here, we transduced purified human umbilical cord blood (CB) CD34+ cells in cultures supplemented with various combinations of the cytokines thrombopoietin (TPO), stem cell factor (SCF), flt3/flk-2 ligand (FL), interleukin-3 (IL-3) and IL-6, and investigated thymus-repopulating ability of gene-marked HPC in vitro. Irrespective of the cytokine cocktail used, transduced CD34+CD38- CB cells, expressing the marker green fluorescent protein (GFP) encoded by the MFG-GFP retrovirus, have both superior proliferative and thymus-repopulating potential compared with transduced CD34+CD38+ CB cells. Effectively transduced GFP+CD34+CD38- HPC, cultured for 3 or 17 days, more readily generated T cells than GFP- HPC from the same culture. The reverse was true in the case of CD34+CD38+ HPC cultures. Finally, our results indicate that the number of GFP+ T cell progenitors actually increased during culture of CD34+CD38- HPC, in a magnitude that is determined by the cytokine cocktail used during culture.     

人脐血造血干/祖细胞体外定向诱导分化过程中端粒酶的表达

探讨脐血造血干/祖细胞体外诱导分化过程中端粒酶的表达,为造血干细胞产品的临床应用提供一个监测细胞增殖潜能和安全性的指标。用源自人脐血的CD34~+细胞及不同细胞因子组合(SCF+IL-3+IL-6+G-CSF,SCF+IL-3+IL-6+EPO)在体外进行诱导分化;用TRAP聚丙烯酰胺凝胶电泳法、TRAP-ELISA法检测CD34~+细胞及诱导分化细胞的端粒酶活性;用Western印迹法在蛋白水平检测端粒酶催化亚基hTERT的表达,用RT-PCR在细胞转录水平检测端粒酶催化亚基hTERT mRNA的表达。结果显示,在体外诱导分化14-21天为细胞生长峰值,细胞总数可增加(1006.4±103.2)倍,随着培养时间的延长,细胞数量不再增加。CD34~+细胞低度表达端粒酶活性和hTERT基因,在细胞诱导分化过程中端粒酶活性及hTERT表达逐渐升高,细胞诱导14天后端粒酶活性及hTERT表达下降,28天端粒酶活性及hTERT基因检测不出。结论:利用CD34~+细胞在体外定向诱导分化出的大量细胞,不具有无限增殖的特性,可安全地应用于临床,且利用端粒酶的检测可为临床应用诱导分化细胞的时机提供依据。     

sIL-6R，IL-6和SCF对人脐血CD34^＋细胞的扩增作用

1995年,我们发现由于细胞因子(SCF)和白细胞介素6(IL-6)/可溶性白细胞介素6受体(sIL-6R)复合物同时激活c-kit和gp130信号系统,有利于CD34~ 细胞的扩增。在此基础上,我们进一步研究了同时激活这两个信号系统对更原始的脐血长期培养启动细胞(long-term culture-initiating cell,LTC-IC)和混合造血细胞集落形成单位(CFU-Mix)的扩增作用。     

培养条件对体外诱导造血干/祖细胞向血小板定向增殖与分化的影响

目的观察3种不同培养基以及细胞接种密度对体外诱导造血干/祖细胞向血小板方向增殖和分化的影响。方法用添加干细胞因子(SCF)和促血小板生成素(TPO)等细胞因子的无血清培养基(StemSpan(SFEM和X-VIVO10)或IMDM/10%FBS来扩增脐血CD34+细胞向血小板定向分化,比较不同培养基的培养效果;CD34+细胞接种浓度为5×103/ml、104/ml和105/ml,比较不同接种浓度对扩增效果的影响。结果培养d 14、d 24和d 29时,StemSpan(SFEM培养基体系中细胞分别扩增了(11 000±577.35)、(196 666.67±14 529.66)和(176 666.67±8 819.17)倍,显著高于X-VIVO10和IMDM/10%FBS组,其中在d 24和d 29时,巨核系细胞所占比例分别是(54.57±2.32)%和(69.4±2.02)%,显著高于X-VIVO10和IMDM/10%FBS组。培养14 d后初始接种浓度为104/ml的CD34+细胞在StemSpan(SFEM培养基体系中扩增(11 000±577.35)倍,显著高于初始接种浓度为5×103/ml和105/ml组。结论和X-VIVO10和IMDM/10%FBS相比,StemSpan(SPEM培养基最有利于脐血CD34+细胞体外向血小板定向扩增和分化;104/ml的CD34+细胞接种密度最有利于细胞扩增和分化。