造血干细胞及其在发育和疾病治疗中的作用

什么是造血干细胞及其重要性?造血干细胞(HSC)是在血液和骨髓中发现的多能细胞，在骨髓造血过程中具有自我更新和分化为多种细胞类型的能力。临床医生使用HSC来替换或重新填充患者的血液，作为一种再生医学形式。对HSC发育和老化的研究有助于更好地体外HSC扩增并拓宽其治疗疾病的潜力，增强其临床治疗效果。

造血干细胞如何

发育HSC在背主动脉组织的胚胎发生过程中开始发育，此外还存在于胎盘、卵黄囊和胎儿肝脏中。这种胎儿造血过程对于产生组织发育所需的血细胞是必要的，同时会产生未分化的HSC池。出生时，这些HSC会迁移到新形成的骨髓中并定居，并保持自我更新和分化的稳定状态。1个HSC通过在整个生命过程中产生红细胞、血小板和白细胞发挥作用，并在出血和感染后维持其水平。HSC通常会产生部分分化但增殖的祖细胞，这些祖细胞分化成成熟细胞。由于这个过程，真正的HSC在人体内相对较少。2个

60多年来，造血干细胞移植(HSCT)一直是HSC治疗的最常见形式，并且是治疗血液系统恶性肿瘤、免疫缺陷和造血功能缺陷的标准选择障碍。HSC现在有多种来源，例如外周血和脐带血以及骨髓。移植前，接受治疗的患者必须接受严格的免疫抑制程序，以防止对新干细胞的排斥反应。3个

造血干细胞分离最常见的HSC分离方法包括使用密度梯度离心法从血浆中去除血细胞，然后使用CD34+表面标记物(所有造血祖细胞的通用标记物)进行

磁珠分离。使用流式细胞术，科学家们根据常见的细胞表面标记对特定的HSC细胞类型进行分类。4个然后，临床医生通过静脉注射将这些细胞注入受体患者的骨髓中，在那里他们植入并重新填充血液和免疫系统。在白血病和淋巴瘤等血癌中，通过HSCT恢复血液系统使患者能够接受高剂量化疗，从而清除恶性细胞。对于无法选择持续输血的红细胞疾病患者，例如重型地中海贫血，HSCT可实现80%的无病生存。5个

基因和组织再生治疗中的

造血干细胞骨髓造血干细胞也可以在称为转分化的过程中分化为其他谱系的细胞，例如内皮细胞、心肌细胞、神经细胞和肝细胞。由于成体干细胞很少见，了解HSC转分化背后的机制可以提供组织特异性多能细胞的额外来源，并影响未来组织再生的临床方法。HSC还可以通过释放再生细胞因子并将细胞募集到损伤部位来帮助修复受损器官。5个HSC治疗研究的一些最新进展涉及使用CRISPR等方法来纠正遗传缺陷的HSC。这些方法将允许患者接受他们自己的基因兼容(同源)HSC。这些被称为同种异体移植，在避免移植物抗宿主病方面更有效，移植物抗宿主病是一种来自供体的移植物被接受者身体排斥，导致对其他组织和器官产生免疫反应的情况。从患者皮肤组织中创建基因校正的诱导多能干细胞(iPSC)并将其分化为HSC也是一个活跃的研究领域，尽管目前的方法仍然昂贵且耗时。6个需要进一步研究以在疾病治疗中利用这些非凡的多能细胞。