张哲 曾宪卓（通讯作者） 鲁菲 郭明辉 董慧君
（深圳爱生再生医学科技有限公司 广东 深圳 518057）
【摘要】 造血干细胞具有自我更新和多向分化的潜能，能够发育为血液系统和免疫系统。造血干细胞移植是治疗白血病、贫血、恶性淋巴瘤、自身免疫性疾病的首选方案。骨髓造血微环境中的基质细胞在体外对造血干细胞均有不同程度的扩增作用，本文对基质细胞促进造血干细胞的体外扩增作用做一综述。
【关键词】 造血干细胞；基质细胞；共培养；体外扩增
【中图分类号】R329.2 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2016）04-0012-02
Stromal cells co-culture application of hematopoietic stem cells
Zhang Zhe, Zeng Xianzhuo (corresponding author), Lu Fei, Guo Minghui, Dong Huijun.
Aisheng Regenerative Medicine Science and Technology co., LTD., Guangdong Province, Shenzhen 518057, China.
【Abstract】Hematopoietic stem cells with self-renewal and multi-directional differentiation potential, can develop into the blood system and immune system. Hematopoietic stem cell transplantation, is the treatment of leukemia, anemia, malignant lymphoma, the preferred scheme of autoimmune diseases. The stromal cells in bone marrow hematopoietic microenvironment has amplification effect on hematopoietic stem cells in vitro. In this paper, the stromal cells to promote the role of hematopoietic stem cells in vitro amplification do were reviewed.
【Key words】Hematopoietic stem cells; Stromal cells; A total of training; In vitro amplification
1.引言
造血干细胞（hematopoietic stem cells，HSCs）是存在于造血组织中的一群原始造血细胞，有高度的自我更新或自我复制能力[1]。造血干细胞移植技术已得到全世界的认可，是治疗血液肿瘤的主要手段。临床应用造血干细胞来源主要包括骨髓、外周血和脐带血[2]。造血干细胞体外扩增具有重要的临床和高端科研意义，造血干细胞体外扩增培养可以保证有足够多的细胞数量供于患者造血干细胞移植。
造血干细胞自我更新、多向分化均依赖于其所处的微环境。微环境中的间质细胞、间质细胞分泌的细胞因子和细胞外间质及造血细胞本身均参与造血稳态的调控[3]。1977年，Dexter等报道了骨髓间质细胞作为滋养层长期培养造血干细胞是可行的[4]。这一发现引发了利用不同来源的滋养层细胞扩增造血干细胞的迅速发展，如间充质细胞、永生化基质细胞、内皮细胞和混合饲养层细胞。
2.骨髓间充质细胞共培养造血干细胞
骨髓间充质干细胞是20世纪60 年代由Friedenstein等首次分离得到的非造血祖细胞[5]，最早用于造血干细胞共培养体系。Hammoud M等[6]发现低氧浓度的间充质共培养体系更能维持造血干细胞的干性，1.5%O2浓度下培养10天的总细胞数、CD34+细胞和CFU-Cs分别扩增了125倍、32倍和20倍。而刘洋等 构建了一种动态培养体系，将脐带血单个核细胞和包埋有兔骨髓间充质干细胞的海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠（alginate-chitosan-alginate，ACA）微胶囊在旋转壁式生物反应器（rotating wall vessel，RWV）中进行了7d动态悬浮共培养。补充多种生长因子（SCF，FL，TPO及IL-3）的培养液不含血清。总有核细胞、CD34+细胞以及混合集落（CFU-Cs）分别扩增了107.05±6.08，26.52±1.5和19.2±3.18倍。这种新型的动态微囊化共培养体系支持了造血干/祖细胞的体外扩增，造血干/祖细胞的分化被基质细胞抑制了，并且他免疫隔离了造血细胞和基质细胞，RWV则为细胞和微胶囊提供了较好的悬浮培养环境。
3.羊膜间充质干细胞共培养造血干细胞
使用胎儿出生后作为医疗垃圾丢弃的羊膜几乎不受伦理学限制，材料来源丰富。章守琴等[8]从足月分娩的人羊膜中分离培养羊膜间充质干细胞，体外共培养有效促进了人脐血单个核细胞和CD34+细胞扩增，其造血支持作用与骨髓间充质干细胞相似。
4.永生化基质细胞共培养造血干细胞
Kawano Y等[9]以含hTERT基因的病毒转染人原代骨髓间充质干细胞，得到永生化细胞株。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以hTERT基质细胞共培养脐血CD34+细胞，同时补充SCF、TPO、FL，培养2周后CD34+细胞和CFU-Cs分别扩增了118倍和71倍。说明hTERT基质细胞可用于体外扩增造血干细胞。
5.内皮细胞共培养造血干细胞
造血微环境的构成因素之一主要是血管内皮细胞，它能直接与造血细胞接触并且和其它基质细胞的协同作用，合成及分泌的多种造血正负调控因子，对定向造血干细胞的自我更新、增殖、分化与成熟等调控作用十分的重要。Butler JM等[10]以人原代内皮细胞增补细胞生长因子条件下培养脐血来源CD34+细胞，共培养12天后总造血细胞数、CD45+CD34+祖细胞和CD45+Lin-CD34hi+CD45RA-CD49f+干/祖细胞分别扩增了400倍、150倍和23倍。
6.多种细胞混合共培养造血干细胞
Choi YS等[11]骨髓、脐血及骨膜来源的间充质细胞和成纤维细胞作为混合饲养层细胞，在无血清和无外源因子添加条件下，2周后总有核细胞和CD34+/CD38-分别增加了157.3倍和128.6倍。
7.小结与展望
通过上述研究成果可以概况如下结论：⑴间质细胞共培养可以提高造血干细胞的扩增或造血干细胞增殖的持续时间；⑵共培养扩增的造血干细胞可保持原始造血干细胞的主要表型；⑶外源性的细胞因子可协同间质细胞促进造血干细胞增殖；⑷间质细胞调控造血干细胞方式是多层面的；⑸间质细胞共培养的造血干细胞细胞有更高的移植活性；⑹间质细胞分泌细胞因子和趋化因子。总的来说，采用间质细胞进行共同培养确实可以获得造血干细胞的扩增。但此方法仍有许多问题需要解决：①因需培养前准备好单独的间质细胞滋养层，培养速度有所限制，避免在收获干细胞时由于操作损伤干细胞；②进一步研究细胞移植后出现的免疫及病原菌引起的感染，且扩增后造血干细胞的移植能力仍不清楚；③当前主要为小量培养，适用于临床我们还需要大量培养。因此目前这种方法是否可以用于临床仍需进一步探讨。
【参考文献】
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[9]Kawano Y,Kobune M,Yamaguchi M,et al.Ex vivo expansion of human umbilical cord hematopoietic progenitor cells using a coculture system with human telomerase catalytic subunit (hTERT)-transfected human stromal cells[J]. Blood,2003,101(2):532-540.
[10]Butler JM,Gars EJ,James DJ,et al.Development of a vascular niche platform for expansion of repopulating human cord blood stem and progenitor cells[J].Blood,2012,120(6): 1344-1347.
[11]Choi YS,Lim DS,Lim SM,et al.Effects of mixed feeder cells on the expansion of CD34 cells[J].J Biosci Bioeng,2012,113(3): 389-394.
项目基金：科技部中小企业技术创新（13C26214424713）、深圳科创委战略新兴（深发改[2013]1891号和深发改[2013]1450号）
论文作者:张哲,曾宪卓（通讯作者）,鲁菲,郭明辉,董慧君
论文发表刊物:《医药前沿》2016年2月第4期
论文发表时间:2016/5/20
标签：细胞论文; 造血干细胞论文; 基质论文; 干细胞论文; 体外论文; 骨髓论文; 羊膜论文; 《医药前沿》2016年2月第4期论文;