醫學免疫學/造血幹細胞的特性

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醫學免疫學

免疫細胞（一）：造血幹細胞
- 造血幹細胞的特性
- 造血幹細胞的分化
- 造血幹細胞與淋巴細胞的發生

一、造血幹細胞的起源

造血幹細胞（hemopoietic stem cell,HSC）是存在於造血組織中的一群原始造血細胞，它不是組織固定細胞，可存在於造血組織及血液中。造血幹細胞在人胚胎2周時可出現於卵黃囊，第4周開始轉移至胚肝，妊娠5個月後，骨髓開始造血，出生後骨髓成為幹細胞的主要來源。在造血組織中，所佔比例甚少，如在小鼠骨髓中105核細胞中的有10個，在脾中105有核細胞中只有0.2個。

二、造血幹細胞的形態

幹細胞是一種嗜鹼性獨核細胞，其大小約為8μm，呈圓形，胞核為圓形或腎形，胞核較大，具有2個核仁，染色質細質而分散，胞漿呈淺藍色不帶顆粒，在形態上與小淋巴細胞極其相似，但淋巴細胞體積較小，染色質濃染，核仁不明顯且有細胞器。因此很難用形態學識別幹細胞，並與其它獨核細胞相區別。

造血幹細胞可包括三級分化水平，即多能幹細胞（pleuripotent　stem cell），定向幹細胞（Committed stem　cell）及其成熟的子代細胞。

關於對造血幹細胞的功能分析，長期以來僅限於對小鼠幹細胞的研究，而對人幹細胞的存在只是來自間接證據，因為不能在人體內進行如鼠體內的功能分析法。70年代以來，由於建立了新的體外細胞培養技術，大大促進了對人幹細胞的直接研究。

三、造血幹細胞的表面標誌

由於造血組織中造血幹細胞在形態學方面無法與其它單核細胞區別，而且數量極少，這為造血幹細胞的分離純化並對其功能分析和分化的研究造成極大困難。

近年來由於單株抗體技術的進步，流式細胞儀（FACS）的應用，以及對小鼠和人造血幹細胞表面標誌的研究，取得了很大進展，為造血細胞的分離純化及鑒定創造了條件。

1．Thy-1與絲裂原（wheat germ agglutinin,WGA）Visseer等發現小鼠骨髓中造血幹細胞對WGA有高親和性。利用這一特性，應用FACS自骨髓中分離造血幹細胞應及核系Mac-1等譜系抗原與WGA反應性相結合，即可自骨髓中Lin-/WGA+細胞群中分離造血幹細胞，也獲得良好結果。

也有學者發現正常小鼠骨髓細胞中，也能表達低密度Thy-1抗原（Thy-11。）。如與上述標誌組合，即自骨髓Thy-11。Lin-,WGA+細胞群中，分離造血幹細胞，可用於對造血細胞的功能分析。

2．幹細胞抗原（stemcellantigen-1,Sca-1）有學者製備一種抗原前T細胞雜交瘤的單株抗體，用這種單抗檢出的抗原分子稱為幹細胞抗原-1（Sca-1）。其後有人自骨髓中Thy-1Io、Lin-、Sca-1+細胞群中，可分離純人造血幹細胞。

3．原癌基因（c-kit）最近證明造血幹細胞與c-kit基因密切相關。C-kit可編碼一種穿膜酪氨酸激酶受體分子。應用單株抗體證明此分子可存在於造血幹細胞膜上，其後證明它的配體分子是造血幹細胞因子（stem cell factor,SCF）。它是信號傳導分子，對造血幹細胞的分化具有重要作用。目前，小鼠多能幹細胞表面分子標誌可視為Thy-1Io、WGA+、c-kit+、Lin-。

c-kit分子可高頻率表達於多能幹細胞表面,但骨髓中c-kit+細胞可分化為各種血細胞，而胸腺中c-kit細胞可分化為淋巴細胞，不能分化為髓系細胞，所以胸腺內c-kit+細胞，可能是淋巴樣幹細胞（表7-1）。

表7-1 胸腺及骨髓中c-kit+細胞分化機制

	胸腺c-kit	骨髓c-kit
粒細胞系	－	+
單核細胞系	－	+
紅細胞系	－	+
T細胞	+	+
B細胞	+	+

4．CD34 對人體造血幹細胞表面標誌的研究，是用單株抗體CD34證明的。CD34單株抗體檢測的抗原即為CD34分子。自人骨髓細胞中應用FACS可分離純化CD34+細胞群，如與造血因子共同體外培養可獲得含有各種血細胞的混合集落，所以CD34+細胞為骨髓中造血幹細胞，CD34抗原可視為骨髓造血細胞標誌之一。