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怎样培养造血干细胞呢?

更新时间:2023-11-01点击次数:272

造血干细胞(Hemopoietic stem cells, HSC)有高度的自我更新和多向分化潜能,可以产生所有成熟的血细胞,如红细胞、白细胞、血小板和淋巴细胞等,并且具有重建整个造血系统的潜能。可根据其来源将其分类为脐带血造血干细胞、骨髓造血干细胞、外周血造血干细胞。在众多研究和临床应用中,造血干细胞被广泛用于治疗急性白血病等血液系统疾病。由于其来源部位获得不易,造血干细胞十分珍贵,所以其体外扩增既要保持自我更新能力的同时还要阻止其分化。

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怎样培养造血干细胞呢?近年来大量实验表明,造血干细胞的培养和分化依赖细胞因子,促进造血干细胞增殖、生长和成熟。在造血干细胞培养过程中起主要作用的细胞因子有十余种,包括EPO、G-CSF、M-CSF和TPO等。它们通过与细胞表面的受体结合,激活多种信号通路,如JAK/STAT、PI3K/Akt、MAPK等,从而调控造血干细胞的生长、增殖和成熟。

造血干细胞生长分化所需的细胞因子的功能与作用通路主要如下:

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干细胞因子(SCF)

干细胞因子(stemcellfactor,SCF)通过与锚定并表达于所有HSC表面的酪氨酸受体c-Kit结合而发挥作用,c-Kit表达缺陷将导致HSC扩增数量减少。SCF属于酪氨酸激酶受体TKR家族,具有扩增原始造血细胞的协同作用,使细胞走出G0期开始扩增,抑制凋亡。

血小板生成素(TPO)

TPO是巨核细胞系特异性生长因子,属于特异性作用细胞因子,可维持巨核细胞增殖、分化、成熟、分裂及形成有功能的血小板。在体外研究中TPO可以促进HSC增殖。

白细胞介素-3(IL-3)

IL-3称为肥大细胞生长因子,是一个具有多效性的细胞因子,主要由激活的T淋巴细胞产生,能够刺激多能HSC和不同谱系定向祖细胞的增殖与分化。IL-3还可激活细胞外信号调节激酶(ERK)途径和JNK途径,诱导干细胞的生长、增殖与存活。

白细胞介素-6(IL-6)

IL-6是一种多向性细胞因子,通过调节免疫和炎症反应,在防御中发挥重要作用。IL-6由T细胞、单核细胞、成纤维细胞、内皮细胞和角质形成细胞产生,具有多种生物学功能。它可以促进 B 细胞分化和抗体产生,协同IL-3在巨核细胞发育和血小板产生中发挥作用,调节骨代谢。

FLT3配体(FL)

FLT3配体是调节早期造血细胞增殖的生长因子。其与表达酪氨酸激酶受体FLT3的细胞结合。FLT3配体本身并不刺激早期造血细胞的增殖,而是与其他CSFs和白细胞介素协同诱导生长和分化。

Fms样酪氨酸激酶3(FLT3)

CD34+CD38dim细胞高度表达FLT3,通过与其特异性酪氨酸激酶活性的受体(TKR)结合,向细胞内传递信号。FL3作用于HSC/HPC,通过与在细胞表面的有TKR结合而发挥造血调控作用。

转化生长因子-β(TGF-β)

TGF-β、TGF-β1、β2和β3三种亚型通过同一受体发出信号,引起相似的生物学反应。它们可以调节细胞增殖、生长、分化和运动,以及细胞外基质的合成和沉积。TGF-β由骨髓基质细胞产生,抑制早期HSC/HPC进入S期,使大多数HSC/HPC处于G0期。

巨噬细胞炎性蛋白-1β(MIP-1β)

MIP-1β与MIP-1α相伴而生,是MIP-1α的天然拮抗剂,可以解除MIP-1α对早期HSC/HPC的抑制作用,阻止HSC重新返回静止状态。

p38

p38作为一个信号传递分子属于丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)家族的一员,在常氧条件下抑制HSC的体外扩增。

粒-巨噬细胞-集落刺激因子(GM-CSF)

GM-CSF是临床上用于各种原因引起的白细胞或粒细胞减少症的药物。常被用做细胞动员剂,GM-CSF除能增加外周血造血干细胞的数量外,还有辅助心脏功能等作用。

粒细胞-集落刺激因子(G-CSF)

G-CSF的作用一般有抗原呈递、增强巨噬细胞作用、促进造血干细胞增殖等。G-CSF是骨髓干细胞的强力动员剂,能刺激自体骨髓干细胞增殖,动员骨髓干细胞从骨髓到外周血。

促红细胞生成素(EPO)

EPO是造血分化中的主要刺激因子,能促进造血干细胞向原始红细胞分化、加速红细胞的分裂增殖、促进血红蛋白的合成,同时在红细胞诱导分化研究中也发挥重要的作用。

以上就是怎样培养造血干细胞的内容,后续我们将会对造血干细胞的获取,培养等具体操作进行详细介绍,敬请期待吧!

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