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造血干細胞的基本特性

造血干細胞的多向分化潛能使造血干細胞分化為各類祖細胞系, 祖細胞又可以分化為各種類型的血細胞。在造血干細胞發育、成熟的過程中, 除了分化為成熟的細胞, 部分細胞會衰老、死亡。為了維持終生造血, 造血干細胞會不斷地進行自我更新。但是在一次次的DNA復制和細胞分裂中又增加了突變的可能。

在成體中, 70%的HSC處于靜息狀態, 這種狀態可使終生存在的造血干細胞可以盡可能減少由于增殖帶來的基因組不穩定性, 降低細胞應激帶來的傷害。當造血干細胞受到信號刺激時, 靜息的造血干細胞就會退出G 0 期, 進入分裂狀態, 補充血細胞的種類和數量。造血干細胞這種靜息與自我更新的平衡受到信號通路分子、黏附相關分子等的調節 。靜息與自我更新的平衡, 關系到造血干細胞的轉化及白血病干細胞干性的維持, 與白血病的發生相關。探索調節靜息的相關細胞間的相互作用及分子機制, 可以更好地了解造血干細胞的生物學特征, 闡釋其衰老和癌變的機制。

由內皮細胞、成骨細胞、脂肪細胞等組成的造血微環境是造血干細胞賴以生存的場所, 調節著造血干細胞的靜息、增殖和分化。影響造血干細胞的微環境成分主要分為兩種: 成骨微環境和血管微環境。血管微環境富含沿血管分布的竇內皮細胞系, 主要參與短期造血干細胞的增殖和分化; 而成骨微環境主要是指骨腔內表面的區域, 包含豐富的成骨細胞, 對長期造血干細胞處于靜息狀態發揮重要的作用。

造血干細胞通過與成骨細胞相互作用維持靜息狀態 , 一方面, 成骨細胞表面可以表達多種信號分子, 如Jag-ged1, 通過Notch途徑調節造血干細胞; 另一方面, 成骨細胞還可分泌多種可溶性分子, 如血小板生成素、干細胞生長因子、血管生成素等調節造血干細胞的靜息和維持。一些介導造血干細胞和成骨細胞系的黏附分子以及體內的鈣氧含量等也參與介導了骨髓微環境對HSC靜息的調節。