-造血干细胞的动员与归巢课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,造血干细胞的动员与归巢,范蕊芳 医师,自1993年报道应用基因重组人G-CSF动员正,常供者外周血干细胞获得成功后，allo-HSCT,在临床上得到广泛应用，并在很大程度上超,过骨髓移植成为主要的移植方式。,当进行骨髓动员时，骨髓内的造血干细胞是,如何被动员并迁移到外周血？,经静脉输入受者体内的造血干细胞又是如何,定向归巢到骨髓发挥造血重建功能？,造血干细胞(hematopoietic stem cell,HSC)是,具有自我更新及自我复制并向骨髓各系细胞,分化能力的细胞。其表面标志随个体发育时,期的不同而变化，但都具有共同的表面标志,即CD34抗原。,干细胞龛(niche)，包括基质细胞、细胞外基质和,各种造血因子，主要履行的功能严格指导和控制干,细胞的正常活动，干细胞活动的调节可能是由干细,胞自身的程序设计进行，也可能是对干细胞龛产生,的或外来的各种可溶性因子等刺激物做出的反应，,最有可能的是两者均起作用。这些调节作用可以维,持干细胞处于休眠、不循环、不分化的状态，也可,以决定以哪种方式复制和向哪个种系分化。,造血微环境对于骨髓干细胞的增殖和分化起着至关,重要的作用，而骨髓基质细胞是构成骨髓微环境的,重要组成部分，基质为造血细胞提供了一个定居、,增殖、分化和发育的微环境。在造血干细胞、基质,细胞和髓窦内皮细胞及骨髓基质内有一系列黏附分,子受体或配体，它们之间的相互作用介导了造血微,环境对造血的调节，也影响着造血干细胞的动员。,造血干细胞的动员,早在七、八十年代初，人们发现经化疗或细胞因子,刺激后，骨髓干/祖细胞能被释放到外周血中，这一,过程被称作“动员”。许多细胞因子如G-CSF、GM-,CSF、IL-7、IL-3、IL-12、干细胞因子（SCF）、,趋化因子如IL-8、Mip-1、SDF-1和化疗试剂如环,磷酰胺（Cy）等具有骨髓动员功能，其中G-CSF和,SCF的协同使用能大大提高造血干/祖细胞向外周血,的动员，以及移植后造血干/祖细胞的植入。,参与造血干细胞动员与归巢的细胞因子：,一、细胞粘附分子,（1）免疫球蛋白家族,（2）整合素家族,（3）选择素家族,二、趋化因子,细胞黏附分子是一类调节细胞与细胞、细胞,与细胞外基质间相互结合、起黏附作用的膜,表面糖蛋白，可参与细胞迁徙、锚定、增殖,分化和细胞内信号转导的调控。,ICAM-1(intercellular adhesion molecule-1，,ICAM-1），是白细胞功能相关抗原-1(1eucocyte,unction-associated antigen-1，LFA-1)的诱导配,体，是在细胞 表面表达的具有介导细胞间或细胞,与细胞外基质相互作用的单链跨膜糖蛋白，ICAM-1,与LFA-1相互作用与体内抗原的呈递、T淋巴细胞,的激活及淋巴细胞与内皮 细胞的黏附、淋巴细胞活,化以及归巢过程密切相关。,Kikuta等将5 mgkg的抗VCAM-l抗体及抗VI A-l抗,体连续2 d注射入小鼠体内，结果发现其外周血克隆,形成细胞(CFCs)和脾集落形成单位(CFU-S)分别较,对照组增加11.4倍和21.6倍，而骨髓中的CFCs,和CFU-S较对照组明显减少。如果联合G-CSF(125,mgkg，2 d)动员，则CFCs和CFU-S分别较对照组,增加141.8倍和439.0倍，提示造血生长因子改变,了骨髓基质细胞对造血干细胞的黏附能力，从而达,到动员的目的。,VCAM-1可以增强造血干细胞向SDF-1的趋化,性及基质金属蛋白酶的分泌，显著提高了,NODSCID小鼠移植模型CD34 细胞的归巢。,采用抗CD49和VCAM-1抗体可分别阻止造血干细胞归巢于骨髓。,整合素家族,整合素家族的黏附分子都是由和两条链,通过非共价键连接组成的异源二聚体。,分类：迟现抗原组(1组)、白细胞黏附受,体组(2组)、血小板糖蛋白组(3组)、4,组、5组、6组、7组、8组。,整合素家族中的淋巴细胞功能相关抗原1、迟,现抗原4 分别与ICAM-1、VCAM-1相互作用,从而介导造血干/祖细胞与骨髓造血微环境中,的各种成分之间的黏附作用。,选择素家族,选择素是一类异亲型结合、Ca,2+,依赖的细胞,粘着分子，能与特异糖基识别并结合。主要,参与白细胞与血管内皮细胞之间的识别与粘,附。,分类：P-选择素、E-选择素、L-选择素。,P-选择素主要集中分布于血小板颗粒和内,皮细胞的Webel-Palade小体，当内皮细胞或,血小板受到凝血酶、组胺等因子刺激后，P-,选择素在几分钟之内就被转运到细胞表面。,E-选择素表达于活化的内皮细胞表面，主要,集中在毛细血管后微静脉，内皮细胞受刺激,后，E-选择素于4 h表达至高峰，可维持24,h，然后从细胞膜上脱落进入血液，成为可溶,性E-选择素。,从人骨髓和胎肝中提取CD34,和CD34,细胞，放,入有E、P-选择素流动室内，在不同剪切力下,流动，发现CD34,细胞在其表面滚动速度明显比,CD34,一,细胞慢，具有显著性差异，并被P-选择素,糖蛋白配体1单抗抑制。而CD34,一,细胞在无E、,P-选择素包被表面仍处流动状态。,将人的CD34,细胞移植到缺乏P-选择素、,E-选择素的NODSCID小鼠体内，发现,CD34,细胞在内皮细胞上的滚动以及在,骨髓龛中的滞留均明显减少(减少量90)。,趋化因子,SDF-1属CXC型趋化因子，主要表达在骨髓基质细胞、骨髓内皮细胞以及CD34,+,CD38,+,造血祖细胞。同时表达于多种组织，比如皮肤、肝胆管的上皮细胞、大脑内皮细胞和心肌。,一定的SDF-1浓度梯度维持了干细胞池的稳态。,SDF-1的受体CXCR4是一个有七个跨膜结构,域的G蛋白耦联的受体。在CD34,+,造血干细胞,/祖细胞表面都有广泛表达。,SDF-1CXCR4是目前明确的对造血干细胞趋化归巢起最重要作用的分子。,人的骨髓内皮细胞连续表达SDF-1，其通过结合CD34+细胞表面的CXCR4而捕获造血干/祖细胞。,CD34 造血干细胞可依据SDF-1的浓度梯度迁,移，并且SDF-1在诱导造血干细胞趋化和转,移动员的同时，也具有刺激活性，增加造血,干细胞的增殖分化。,SCF、IL-6能诱导CXCR4在CD34,+,上的表达,C3aR-C3a的作用提高了SDF-1对CXCR4的识别敏感作用,CD26具有切割SDF的功能,SDF-1与CXCR4信号传导通路示意图,造血干细胞与基质细胞间的粘附作用减弱,Ca,破骨细胞,VLA-4、c-kit,MMP2、9,弹性蛋白酶,蛋白水解酶,机体,应激、,损伤、,GCSF、,细胞外基质的降解,造血干细胞的移行、渗出,造血干细胞归巢过程,小结,造血干细胞的动员和归巢是多种细胞粘附分,子、细胞因子和趋化因子共同作用的结果，其中,SDF-1CXCR4轴在介导造血干细胞粘附、迁,徙、趋附、定居方面起关键作用是。应激、损伤、,缺氧及G-CSF等均可诱导损伤局部SDF-1大量表,达，从而捕获循环中的HSCs归巢于损伤局部，进,而增殖分化为各种功能细胞。,谢谢大家！,