造血干细胞的基本特性

造血干细胞的基本特性

造血干细胞的多向分化潜能使造血干细胞分化为各类祖细胞系, 祖细胞又可以分化为各种类型的血细胞。在造血干细胞发育、成熟的过程中, 除了分化为成熟的细胞, 部分细胞会衰老、死亡。为了维持终生造血, 造血干细胞会不断地进行自我更新。但是在一次次的DNA复制和细胞分裂中又增加了突变的可能。

在成体中, 70%的HSC处于静息状态, 这种状态可使终生存在的造血干细胞可以尽可能减少由于增殖带来的基因组不稳定性, 降低细胞应激带来的伤害。当造血干细胞受到信号刺激时, 静息的造血干细胞就会退出G 0 期, 进入分裂状态, 补充血细胞的种类和数量。造血干细胞这种静息与自我更新的平衡受到信号通路分子、黏附相关分子等的调节 。静息与自我更新的平衡, 关系到造血干细胞的转化及白血病干细胞干性的维持, 与白血病的发生相关。探索调节静息的相关细胞间的相互作用及分子机制, 可以更好地了解造血干细胞的生物学特征, 阐释其衰老和癌变的机制。

由内皮细胞、成骨细胞、脂肪细胞等组成的造血微环境是造血干细胞赖以生存的场所, 调节着造血干细胞的静息、增殖和分化。影响造血干细胞的微环境成分主要分为两种: 成骨微环境和血管微环境。血管微环境富含沿血管分布的窦内皮细胞系, 主要参与短期造血干细胞的增殖和分化; 而成骨微环境主要是指骨腔内表面的区域, 包含丰富的成骨细胞, 对长期造血干细胞处于静息状态发挥重要的作用。

造血干细胞通过与成骨细胞相互作用维持静息状态 , 一方面, 成骨细胞表面可以表达多种信号分子, 如Jag-ged1, 通过Notch途径调节造血干细胞; 另一方面, 成骨细胞还可分泌多种可溶性分子, 如血小板生成素、干细胞生长因子、血管生成素等调节造血干细胞的静息和维持。一些介导造血干细胞和成骨细胞系的黏附分子以及体内的钙氧含量等也参与介导了骨髓微环境对HSC静息的调节。