血小板形成细胞(巨核细胞)的培养。 路癌症辅助治疗和自身免疫治疗

血小板是涉及通过毛细管损伤(止血)的血液泄漏和启动伤口愈合过程的重要细胞成分的小有核细胞。 

在哺乳动物中,由作为无核细胞的血小板(实际上是从巨核细胞释放的细胞质片段)推定血小板的功能,巨核细胞是来源于共同的造血干细胞(HSC)的一种骨髓过大的细胞。 每个血小板从巨核细胞接收活性膜,小管的量子,形成圆形束,线粒体量子,糖原量子和血小板活化,凝块形成和凝块收缩所需的细胞质分子包装(1)。 巨核细胞负责血液中血小板池的连续生产和再生,对于防止出血**关重要。 

在活人体中,HSC**少进行到两个分支:骨髓和淋巴样祖细胞。 每个祖细胞进一步分化在更多的分支具体承诺。 已知淋巴祖细胞产生B和T淋巴细胞前体,其在环境影响下(胸腺或骨髓)分化。 所有这些能够平行生长和分化(成熟)的分支将通过首先进入祖细胞/集落形成细胞(CFU),在几个倍增事件中增殖并获得成熟性状,使成熟细胞占据组织。 骨髓祖细胞集落形成单位(CFU-GEMM)在列表中分为粒细胞 - 巨噬细胞祖细胞(CFU-GM),成红细胞祖细胞(CFU-e)和巨核细胞祖细胞(CFU-M),但是有数据表明,信号也可以直接子承诺肥大细胞分化 (2) 和小胶质细胞分化 (3)。 

通常认为HSC库是偏向于淋巴样细胞或骨髓血细胞产生的特异性亚型。 然而,**近,SE Jacobsen博士(牛津,英国)已经发表了非常有趣的发现:在小鼠中可能鉴定和分离引发血小板特异性基因表达的不同HSC亚型,其是血小板生成素依赖性的。 血小板生成素 (THPO)是 巨核细胞生长和发育因子 (MGDF)(4)。这些血小板引发的细胞可以自我更新,维持长时间的行为像广泛骨髓干细胞的能力,甚**可以产生淋巴样偏倚的祖细胞。 这些发现允许他们认为“HSC亚型可以组织成一个蜂窝的层次结构,与位于顶点血小板引发的造血干细胞”(5)。 

如果巨核细胞偏向HSC在偏向造血细胞层次的**高点,这显然是巨核细胞亚群的一个显着的特殊性,但不是**的。 通常,除了巨核细胞集落形成单位外,来源于HSC的每个CFU经历3**6个连续的DNA重复和分裂(完全有丝分裂),产生8或多达64个成熟二倍体(2n)游离细胞。 这种细胞具有两种不同的生长方式:将DNA含量加倍,分成两个二倍体细胞或使DNA双倍,但不进行细胞分裂(内吞作用),产生多倍体过大的细胞。 实际上这些多倍体细胞媲美任何造血细胞集落,因为它们到达的4**32倍二倍体核(8N**64N)的DNA含量水平(6)。 因此,64-ployd巨核细胞在一个单一的体内相当于32个二倍体细胞在一起。 BFU-MK亚系的这种集落形成特性是在培养物中产生巨核细胞/血小板的障碍之一。 巨核细胞的行数交替生长和成熟应对环境的信号还没有完全理解 (7)(8)。 每个巨核可以从2n个了直接与成熟非常低的水平,以64N,直到多倍体过程完成进度,然后它会经历所有的成熟阶段,或者它也可以到达任何中间多倍体和maturate(9)。 详细的研究已经证明,这个**后的选择是**常见的,这就是为什么在正常骨髓巨核细胞是在任何多倍体 (10) 的任何成熟阶段 。 然而,有明显的证据表明多倍体化和成熟是具有单独的调节系统的两个过程(11) 巨核细胞 - 生长成熟 - 细胞

示意地,细胞核生长的进展之后是细胞质生长和成熟,其发生在三个明确限定的阶段中。 **低成熟阶段(s1)的特征在于围绕任何可能的多倍体的核的中等体积的轻微颗粒状和强烈的嗜碱性细胞质。 (8n,16n,32n和64n)。 这些细胞能够DNA复制并且对特定细胞因子和生长因子有反应,但几乎不启动成熟过程,其基本上涉及未来血小板的所有组分的合成,包装和储存。 

中间成熟阶段(s2)的特征在于围绕任何可能的多倍体(8n,16n,32n和64n)的核的大体积的显着的颗粒状和浅嗜碱性细胞质。在该阶段,某些血小板分界在有限的斑点。 不确定这些细胞是否能够进行DNA复制,但是对特异性细胞因子和生长因子有反应,显示先进水平的区带成熟,这主要涉及成品血小板的所有成分的延长合成和储存以及血小板分界的开始在细胞质中。 

**先进的成熟阶段(s3)的特征在于大体积嗜酸性细胞质,具有强烈的肉芽,其中血小板分界和甚**血小板释放的扩展是明显的。 这种分解中的细胞质也包围任何可能的多倍体(8n,16n,32n和64n)的核。 只有少数这些细胞可以能够DNA复制,但它们显示出细胞质全面成熟的**水平,其涉及完整血小板的所有组分的持续合成和储存以及在细胞质中血小板分界的延长形成,其中血小板释放树枝状结构 (12) 

在我们的实验室(Celartia研究实验室-CRL-)中获得的结果证明,可以进行基于其染色质的组蛋白/ DNA比(H / DNA比)的三种另外种类的巨核细胞的区别。一种显示H / DNA比例与DNA前复制状态相容(13),第二种具有有丝分裂后状态的H / DNA比特征,第三种具有暗示染色质凝聚和核趋向于固缩的H / DNA比(14) (15) 

这些亚种巨核细胞的存在表明,在每个成熟水平中,DNA复制的能力在成熟过程进行的同时持续,这意味着一些巨核细胞可以与成熟过程平行地增加多倍体对血小板生成素(TPO)的反应(16)。 

因此,如其他人所报道的,没有与血小板产生相关的多倍体的特定水平。 但是,现有的数据表明,当所述血小板的形成达到某一阈值 (17) 多倍体能力被取消 。 

包括所有成熟阶段的每个多倍体水平的分析显示巨核细胞8n维持33%的增加DNA含量的可能性。 与成熟水平相关,54.5%的S1细胞可能能够使多倍体倍增,然而只有S2的25%可以。 大约相同的S3细胞的百分比可进入固定过程。 
在完全释放血小板后,细胞核出现颈缩或涂覆有非常薄的细胞质层。 它还没有被完全丢弃,具有**小残留涂层的细胞质的细胞核将被破坏,或者如果它能够再生成一个完整的巨核细胞。 
所有现有的研究数据表明巨核细胞可以在造血CD34 +干细胞的文化中分化。 通过加入促血小板生成素(TPO)的培养介质 (18) 增加 响应于TPO的存在巨核细胞的多倍体或MK-CFU集落扩张。 另一方面成熟和血小板生成是其它因素,如血管内皮生长因子(VEGF)等人的影响下,(19) 
巨核细胞再生和血小板产生是造血再生医学中的两个显着重要的目标。 许多疾病和抗癌治疗发展危险血小板减少症(血小板计数低)。 虽然从成人骨髓巨核细胞移植已证明有效的重建血小板计数,脐带干细胞移植可以是相当无效的,显然是由于低效的适应的脐带干细胞到骨髓微环境(20)。
开发生产性巨核细胞培养物的前景是一个有吸引力和逻辑的目标,要么培养要移植的巨核细胞,要么在体外培养有能力的血小板以注射到紧急治疗的血流中。 
**近的研究显示获得在非免疫原性无血清,无饲养细胞的培养物中从hESC分化的CD34 +和CD41 +细胞的可行性,其能够响应细胞因子的血小板生成组合(TPO + GM-CSF + SCF + IL)而产生克隆Mk祖细胞-3 + IL-6)。 这些用于治疗用途 (21)中 所定义的条件下打开了功能的巨核细胞生成的可能性,从体外分化**MK-CFU人类胚胎干细胞,或甚**在体外产生人类血小板的可能 。 同样地,已经确认了特殊的细胞培养系统可允许在足够量的用于输血疗法(22)源自iPSC的巨核细胞的体外产生的血小板 。

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