造血干细胞的发育调控PPT格式课件下载.ppt

1、释放、分配和凋亡的过程。第一节第一节 造血器官造血器官人体的造血器官是生成血液的器官人体的造血器官是生成血液的器官。起源于起源于中胚叶中胚叶，主要包括，主要包括骨髓、胸腺、淋骨髓、胸腺、淋巴结、巴结、肝脏肝脏和和脾脾等等。造血造血过过程分程分为为胚胎期造血胚胎期造血和和出生后造血出生后造血。一一、胚胎期造血胚胎期造血器官器官人类的血液细胞首先在卵黄囊中形成，肝、人类的血液细胞首先在卵黄囊中形成，肝、脾、胸腺和骨髓均参与造血脾、胸腺和骨髓均参与造血根据根据发发育育过过程中造血中心的程中造血中心的转转移，胚胎期移，胚胎期造血分造血分为为三个三个时时期：期：卵黄囊造血期卵黄囊造血期 、肝造血期肝造血

2、期 、骨髓造血期骨髓造血期 1.卵黄囊造血期卵黄囊造血期（中胚叶造血期）（中胚叶造血期）始于始于人人胚胎胚胎3周周左右，卵左右，卵黄囊壁上的黄囊壁上的中胚层细胞中胚层细胞开开始分化聚集成团，称为始分化聚集成团，称为血血岛岛（blood island）。血岛）。血岛是人类最初的造血中心。是人类最初的造血中心。血岛外周的细胞分化为血岛外周的细胞分化为血管内皮细胞血管内皮细胞。血岛中央的细胞形成血岛中央的细胞形成多能造血干细胞多能造血干细胞，继，继尔分化成尔分化成幼稚红细胞幼稚红细胞，以后大量的多能造，以后大量的多能造血干细胞迁移至肝、脾、骨髓和淋巴组织血干细胞迁移至肝、脾、骨髓和淋巴组织继续增殖、

3、分化继续增殖、分化为为干细胞干细胞。胚胎胚胎 2个月后，卵黄囊逐个月后，卵黄囊逐渐渐退化、萎退化、萎缩缩，被肝、脾取代其造血功能。被肝、脾取代其造血功能。2肝造血期肝造血期 始于胚胎第始于胚胎第6周，是卵黄囊血周，是卵黄囊血岛岛的造血干的造血干细细胞移植到肝胞移植到肝脏脏的的结结果，以造果，以造红细胞红细胞为主，为主，后期可生成后期可生成粒细胞粒细胞和和巨核细胞巨核细胞。肝肝脏脏是胚胎是胚胎25个月的造血中心，持个月的造血中心，持续续至至第第7个月个月时时，逐，逐渐渐被骨髓造血替代。被骨髓造血替代。此外脾、胸腺、淋巴此外脾、胸腺、淋巴结结等也参与造血。等也参与造血。3骨髓造血期骨髓造血期 自胚

4、胎第自胚胎第14周周骨髓开始造血，骨髓开始造血，5个月个月以后成为胚胎以后成为胚胎期的造血中心。期的造血中心。骨髓中的造血干骨髓中的造血干细细胞来源于胞来源于肝肝、脾脾，可维持终生。，可维持终生。胚胎期的骨髓主要生成胚胎期的骨髓主要生成红细胞红细胞、粒细胞粒细胞和和巨核细胞巨核细胞，也生成也生成淋巴细胞淋巴细胞和和单核细胞单核细胞。胚胎期造血的三个时期不能截然胚胎期造血的三个时期不能截然分开，此消彼长，互为交错。分开，此消彼长，互为交错。二、二、出生后造血出生后造血出生后造血主要靠出生后造血主要靠骨髓骨髓。在正常情况下骨髓是唯一能在正常情况下骨髓是唯一能产产生生红细红细胞、胞、粒粒细细胞和血小

5、板的胞和血小板的场场所，也生成淋巴所，也生成淋巴细细胞胞和和单单核核细细胞。胞。脾脾和和淋巴结淋巴结为终生制造为终生制造淋巴细胞淋巴细胞的器官。的器官。1骨髓骨髓 骨髓是位于骨髓腔内的海绵样胶状组织，有骨髓是位于骨髓腔内的海绵样胶状组织，有红骨髓红骨髓和和黄骨髓黄骨髓之分。之分。婴婴幼儿的骨髓几乎都参与造血，即全幼儿的骨髓几乎都参与造血，即全为红为红骨髓。骨髓。约约从从5岁岁开始，开始，长长骨的髓腔内出骨的髓腔内出现现脂肪脂肪细细胞，随年胞，随年龄龄增增长长，长长骨骨远远端的端的红红骨髓骨髓转转化化为为黄骨髓。黄骨髓。成人的红骨髓和黄骨髓约各占成人的红骨髓和黄骨髓约各占50%，但黄骨髓仍有造，

6、但黄骨髓仍有造血潜能，当机体需要时又血潜能，当机体需要时又转变转变为红骨髓而参与造血为红骨髓而参与造血。2.淋巴器官淋巴器官 分为分为中枢淋巴器官中枢淋巴器官和和周围淋巴器官周围淋巴器官。中枢淋巴器官中枢淋巴器官主要包括主要包括胸腺胸腺和和骨髓骨髓，主导，主导淋巴细胞的产生、增殖、分化和成熟。淋巴细胞的产生、增殖、分化和成熟。周围淋巴器官周围淋巴器官主要包括主要包括淋巴结、脾、肠粘淋巴结、脾、肠粘膜相关淋巴组织膜相关淋巴组织等，是淋巴细胞聚集和免等，是淋巴细胞聚集和免疫应答发生的场所。疫应答发生的场所。3.髓外造血髓外造血正常情况下，胎儿出生正常情况下，胎儿出生2个月以后，骨髓以个月以后，骨髓

7、以外的组织如肝、脾淋巴结等不再制造红细外的组织如肝、脾淋巴结等不再制造红细胞、粒细胞和血小板。胞、粒细胞和血小板。但在某些病理情况下，如骨髓纤维化、骨但在某些病理情况下，如骨髓纤维化、骨髓增生性疾病及某些贫血，这些组织又恢髓增生性疾病及某些贫血，这些组织又恢复造血功能（常可导致相应器官肿大），复造血功能（常可导致相应器官肿大），称为髓外造血。称为髓外造血。一、一、造血细胞的生长发育造血细胞的生长发育 是一个是一个连续连续不断的复不断的复杂过杂过程，造血器官程，造血器官内的各种造血内的各种造血细细胞在造血微胞在造血微环环境中通境中通过细过细胞胞与与细细胞之胞之间间相互作用，在各种相互作用，在各种

8、细细胞因子的胞因子的诱诱导导下，按一定的下，按一定的规规律律发发育成育成为为各种成熟的血各种成熟的血细细胞，然后胞，然后释释放入血循放入血循环环中。中。第二节第二节 造血造血干干/祖祖细胞的生长发育细胞的生长发育、特性以及特性以及造血调控造血调控（一）（一）基本过程基本过程 造血细胞的生长发育包括造血细胞的生长发育包括增殖、分化、成增殖、分化、成熟熟和和释放释放四个方面。四个方面。多多种调节因素控制种调节因素控制该过程该过程，维持血细胞数，维持血细胞数量和质量稳定。量和质量稳定。造血细胞的增殖造血细胞的增殖（proliferation）是指血细胞通过分裂而使其数量增加的是指血细胞通过分裂而使其

9、数量增加的过程。有丝分裂是造血细胞的主要增殖方式过程。有丝分裂是造血细胞的主要增殖方式。造血细胞的分化（造血细胞的分化（differentiation）细胞发育过程中失去某些潜能细胞发育过程中失去某些潜能而而获得新功能获得新功能的过程，即由多潜能转变为单潜能的过程。的过程，即由多潜能转变为单潜能的过程。分裂后的分裂后的细细胞在形胞在形态态和功能上和功能上产产生新的特征，生新的特征，分化过程是不可逆的分化过程是不可逆的。造血细胞的成熟（造血细胞的成熟（maturation）造血干细胞定向分化，从原始经幼稚到成熟造血干细胞定向分化，从原始经幼稚到成熟细胞细胞的的发育过程发育过程。血细胞越成熟其形态

10、越易血细胞越成熟其形态越易辨认，功能也日趋完善。辨认，功能也日趋完善。成熟的血细胞在骨成熟的血细胞在骨髓内通过髓内通过“髓血屏障髓血屏障”释放入血循环中。释放入血循环中。（二）造血细胞生长发育（二）造血细胞生长发育阶段阶段 根据造血根据造血细胞细胞的功能和形态特征，造血细胞的功能和形态特征，造血细胞生长发育生长发育阶段阶段可可分分为为：造血干造血干细细胞、胞、造血祖造血祖细细胞、胞、原始及幼稚原始及幼稚细细胞胞造血干造血干细胞阶细胞阶段段造血祖造血祖细胞阶细胞阶段段原始原始及幼及幼稚细稚细胞阶胞阶段段成成熟熟细细胞胞二、造血干祖细胞二、造血干祖细胞干细胞（干细胞（stem cell）是具有自我

11、复制和多向分是具有自我复制和多向分化能力的细胞。化能力的细胞。早期胚胎中的原始生殖早期胚胎中的原始生殖细细胞即胚胎干胞即胚胎干细细胞，具胞，具有广泛的有广泛的发发育和分化潜能，称育和分化潜能，称为为全能干细胞全能干细胞（totipotent hematopoietic stem cell，THSC）。）。胚胎干细胞分化为各类组织干细胞，造血组织胚胎干细胞分化为各类组织干细胞，造血组织中存在造血干细胞、血管干细胞和间质干细胞。中存在造血干细胞、血管干细胞和间质干细胞。（一）造血干细胞（一）造血干细胞造血干细胞造血干细胞又称又称多能干细胞多能干细胞，由中胚层细胞，由中胚层细胞分化而来，是各种血细胞

12、的始祖，具有高度分化而来，是各种血细胞的始祖，具有高度自我更新、多向分化和增殖能力，并且在造自我更新、多向分化和增殖能力，并且在造血组织中含量极少，其形态酷似小淋巴样细血组织中含量极少，其形态酷似小淋巴样细胞而难以辨认。胞而难以辨认。1.造血干造血干细细胞的基本特征胞的基本特征 （1）自我更新自我更新 即细胞通过有丝分裂产生的两个子代细即细胞通过有丝分裂产生的两个子代细胞与亲代细胞具有相同的特征。造血干细胞胞与亲代细胞具有相同的特征。造血干细胞的自我更新是维持其数量平衡的基础，亦称的自我更新是维持其数量平衡的基础，亦称自我维持自我维持。高度的自我更新能力是造血干细。高度的自我更新能力是造血干细

13、胞胞最最基本的生物学特征之一基本的生物学特征之一。（2）造血干造血干细胞静止状胞静止状态 干干细胞胞95%以上以上细胞胞处于于G0期静止状期静止状态，不，不进行行DNA合成和有合成和有丝分裂，当机体分裂，当机体发生缺氧、感染、失血和生缺氧、感染、失血和创伤等等应激状激状态时，干，干细胞从静止胞从静止进入增殖的数量增加，入增殖的数量增加，以以满足机体足机体对造血的需求。造血的需求。（3）造血干造血干细胞全能性（胞全能性（多向分化多向分化）分化是分化是不可逆不可逆的，一旦定向分化为某种祖细的，一旦定向分化为某种祖细胞，就不可能再变成其胞，就不可能再变成其它它的祖细胞。的祖细胞。造血干细胞在特定的条

14、件下可以分化成造血干细胞在特定的条件下可以分化成红细胞、粒细胞、单核细胞、血小板、组织红细胞、粒细胞、单核细胞、血小板、组织嗜碱细胞、嗜碱细胞、T淋巴细胞、淋巴细胞、B淋巴细胞及自然杀淋巴细胞及自然杀伤细胞等的祖细胞。伤细胞等的祖细胞。（4）造血干细胞不均一性造血干细胞不均一性 造血干细胞有增殖态与静止态之分，造血干细胞有增殖态与静止态之分，并且不断地在静止和增殖态之间转换。造并且不断地在静止和增殖态之间转换。造血干细胞代龄（有丝分裂的次数）不同构血干细胞代龄（有丝分裂的次数）不同构成了干细胞群体的代龄结构，形成干细胞成了干细胞群体的代龄结构，形成干细胞不均一性。不均一性。2造血干细胞检测造血干细胞检测 单个细胞在生物体内有能力长期重建造血是单个细胞在生物体内有能力长期重建造血是判断该细胞为造血干细胞的判断该细胞为造血干细胞的“金标准金标准”。造血干造血干细细胞的数量极少，形胞的数量极少，形态态上不能区上不能区别别，干细胞抗原性弱，仅有很少表面抗原。干细胞抗原性弱，仅有很少表面抗原。（1）脾集落）脾集落测试测试法法 1961年年Till等首先采用体内等首先采用体内试验试验小鼠脾集落形成小鼠脾集落形成间间接接证证明明了造血干了造血干细细胞的存在：胞的存在：将受体小鼠以致死将受体小鼠以致死剂剂量射量射线线照射后，破坏全部造血照射后，破坏全部造血细细胞，胞，再再输以