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第四节

造血干/祖细胞培养

57.为什么下列细胞被称为造血干/祖细胞

答:造血干细胞(hematopoietic system cells,HSCs)/造血祖细胞(hematopoietic progenitor cells,HPCs)是具有高度自我更新能力和多向分化潜能的造血前体细胞,在一定的微环境中和在某些调节因素的共同作用下,造血干/祖细胞可以增殖分化为不同的血细胞,是血液组织中各种细胞的祖先。之所以对造血干/祖细胞进行分类,是因为造血干/祖细胞实质上它是一个异质性的细胞群的统称,从功能角度可分为多能造血干细胞、寡能干细胞、单能干细胞及各系早期造血祖细胞等,而在体外培养的造血干/祖细胞,可以依据加入的不同集落刺激因子,又可以分为不同的类型。

58.为什么要对体外培养的造血干/祖细胞进行分类

答:造血干细胞分化为几种不同的造血祖细胞,造血祖细胞可用体外培养的细胞集落法测定,在不同的集落刺激因子(colony stimulating factor,CSF)作用下,可分别出现不同的血细胞集落。目前已确认的造血祖细胞有:①红细胞系造血祖细胞,必须在促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)作用下才能形成红细胞集落,又称红系集落形成单位(colony forming unit-erythroid,CFU-E);②中性粒细胞-巨噬细胞系造血祖细胞,需在粒细胞生成素(granulopoietin,GPO)作用下形成该种细胞的集落,又称粒细胞巨噬细胞系集落形成单位(colony forming unit-granulocytemacrophage,CFU-GM);③巨核细胞系造血祖细胞,需在血小板生成素(thrombopoietin,TPO)作用下形成巨核细胞集落,又称巨核细胞系集落形成单位(colony forming unit-megakaryocyte,CFU-M)。另外,研究发现还有其他血细胞的造血祖细胞的存在。

59.为什么称下列细胞为红系祖细胞集落形成单位

答:集落形成单位(colony forming unit,CFU)是造血细胞长出来的集落,E是红系细胞集落。红系祖细胞集落形成单位(CFU-E)的培养体系如下:①集落培养体系CFU-E的培养需要促红细胞生成素(EPO)。在干细胞培养中,加入EPO后可获得爆式红系集落形成单位(burst forming unit-erythroid,BFU-E)和对红系生成素有反应集落形成单位(CFU-E)两种集落,BFU-E的培养需要植物血凝素-白细胞条件培养基(phytohaemagglutinin-leukocyte conditioned medium,PHA-LCM)、再生障碍性贫血患者血清或白细胞介素(interleukin,IL)-3等,培养基主要为 IMDM培养基(Iscove’s Modified Dulbecco’s Medium);②培养方法将配制好的体系加入直径为33mm的培养皿或6孔板中,37℃、5%CO 2 饱和湿度环境下培养;③集落计数一般CFU-E在培养的第5~7天观察计数,大于8个细胞的细胞团为一个CFU-E集落。BFU-E在培养的第14天计数,大于50个细胞组成的细胞团或3个中心以上的细胞团为一个BFU-E集落。

60.为什么需要鉴定和培养红系祖细胞集落形成单位

答:集落的鉴定在倒置显微镜下,红系祖细胞集落形成单位(CFU-E)及爆式红系集落形成单位(BFU-E)集落一般呈鲜红色,易于和其他集落比较。CFU-E可以应用集落染色法进行鉴定。因为红细胞的血红蛋白具有类似过氧化物酶的作用,可使二甲基联苯胺和过氧化氢反应而形成棕红色,借此可与其他集落相鉴别。培养CFU-E的临床意义:CFU-E属于定向祖细胞阶段,进一步分化方向已经限定,可以分化为具有红细胞功能的终末细胞,然后释放进入血液循环,发挥红细胞的功能。

61.什么是粒细胞-单核细胞祖细胞集落形成单位

答:集落形成单位(CFU)是造血细胞长出来的集落,CFU-GU称为粒-单祖细胞,也写作CFU-GM,即粒细胞和单核细胞集落或者称为粒细胞-巨噬细胞集落(colony forming unit-granulocytemacrophage,CFU-GM)。在粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte macrophage colony stimulation factor,GM-CSF)等的作用下,促进早期的多能前体细胞生长和分化为CFU,能刺激造血干/造血祖细胞分化发育,刺激粒细胞和单核祖细胞分化增殖,诱导细胞形成粒细胞集落形成单位(CFU-G)、巨噬细胞集落形成单位(CFU-M)和粒细胞-巨噬细胞集落形成单位(CFU-GM),集落的大小和数目均增加。

62.为什么需要建立粒细胞-单核细胞祖细胞集落形成单位的培养体系

答:粒细胞-单核细胞祖细胞集落形成单位(CFU-GU)的培养体系如下:CFU-GM培养的刺激物含多种造血生长因子,这些细胞因子包括粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GMCSF)、粒细胞集落刺激因子(granulocyte colony stimulating factor,G-CSF)、巨噬细胞集落刺激因子(macrophage colony stimulating factor,M-CSF)以及白细胞介素(IL)-3等,但常用GM-CSF。培养基多用IMDM培养基(Iscove’s Modified Dulbecco’sMedium)和RPMI培养基(Roswell Park Memorial Institute)等。培养体系通常包括20%~30%胎牛血清,50ng/ml GM-CSF,细胞悬液中细胞总数一般以(1~2)×10 5 /ml为宜,剩余用IMDM或RPMI补齐,但通常保持琼脂终浓度为0.3%,甲基纤维素终浓度为0.9%~1.0%。细胞一般置于直径为35mm的培养皿或6孔板中,放置于37℃、5%CO 2 饱和湿度环境下培养。一般在培养体系中培养10~14天,观察细胞集落,大于40个细胞的细胞团为一个集落,进行细胞集落计数。

63.为什么需要对粒细胞-单核细胞祖细胞集落形成单位进行分类

答:粒细胞-单核细胞祖细胞集落形成单位(CFU-GU)集落形态一般分3类:①致密型细胞紧密成团,细胞个体较小,多为粒细胞为主的集落;②混合型细胞团中央为紧密成团的粒细胞,周围弥散分布着单核细胞或巨噬细胞;③松散型细胞团比较均匀地分散,细胞个体较大,多为单核细胞和巨噬细胞组成。

64.为什么要培养粒细胞-单核细胞祖细胞集落形成单位

答:培养粒细胞-单核细胞祖细胞集落形成单位(CFU-GU)的临床意义:粒细胞-单核细胞祖细胞集落形成单位(CFU-GU)属于定向祖细胞阶段,进一步分化方向已经限定,可以分化为具有粒细胞、单核细胞、巨噬细胞功能的终末细胞,然后释放进入血液循环,发挥粒细胞、单核细胞、巨噬细胞的功能。

65.什么是多向祖细胞集落形成单位

答:多向祖细胞集落形成单位(CFU-Mix),CFU是造血细胞长出来的集落,Mix是混合集落。混合集落是指集落中含有两系、三系或四系细胞的集落,一般是指三系以上的集落,是体外培养的一般含有粒-巨噬系(GM)、红系(E)与巨核系(M)共同组成的混合型集落。培养方法:培养体系与爆式红系集落形成单位(BFU-E)、巨核细胞系集落形成单位(CFU-Meg)和粒-巨噬系集落形成单位(CFU-GM)相似,培养14~18天观察细胞集落形成的情况。

66.为什么需要培养多向祖细胞集落形成单位

答:培养多向祖细胞集落形成单位(CFU-Mix)的临床意义:因CFU-Mix是体外培养的含有粒-巨噬系(GM)、红系(E)与巨核系(M)共同组成的混合型集落。所以这些混合型的定向祖细胞,可以分化为具有粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、红细胞和巨核细胞功能的终末细胞,然后释放进入血液循环,发挥粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、红细胞和巨核细胞的功能。

(王维维) edcpLHsF62eauSAK1Kjlja/Hjy3QmhfDvX2XM82c5NHnqsL0lABJvaqTU9LDizjm

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