HSPC-1人造血干细胞的应用

背景^[1-3]

HSPC-1人造血干细胞是指从机体的组织或器官经胰蛋白酶、胶原酶、中性蛋白酶或其它的方法获得单个细胞并在体外进行模拟机体环境培养的细胞。一般认为，培养的原代的第1代细胞和传代到第10代以内的细胞统称为原代细胞培养。原代细胞不仅广泛应用于分子生物学、细胞生物学和生物医学基础研究，还可应用于当今热门的生物医药产业，如药物筛选、药物代谢和毒理研究、癌症药物的研究等。

人造血干细胞是血液系统中的成体干细胞，是一个异质性的群体，具有长期自我更新的能力和分化成各类成熟血细胞的潜能。它是研究历史最长且最为深入的一类成体干细胞，对研究各类干细胞，包括肿瘤干细胞，具有重要指导意义。

大部分白血病，特别是急性髄系白血病(AML)以及慢性髄性白血病(CML)的发生，都直接或间接与造血干细胞异常相关。CML是最经典染色体易位导致造血干细胞恶变的一类常见白血病，其他多数急性髓系白血病由祖细胞直接恶变而来。造血干细胞最先获得染色体易位等主要的致病突变，但并不影响其分化为正常功能的成熟细胞的能力，当染色体易位的造血干细胞或者其分化下游的细胞获得第二次打击之后，就会引发白血病。

造血干细胞在实体肿瘤微环境调节中也有一定作用，如前列腺肿瘤细胞会模拟造血干细胞的分子信号，进入造血微环境，并引起造血干细胞表达谱的改变迫使造血干细胞离开，也可以通过表达造血细胞迁移相关的分子离开造血微环境，最终导致肿瘤的转移。

临床治疗中，造血干细胞移植广泛应用于血液系统疾病以及自身免疫疾病，在其它实体瘤的治疗中，比如淋巴瘤，生殖细胞瘤，乳腺癌，小细胞肺癌，主要应用于常规治疗失败或复发难治以及具有不良预后因素的患者。

应用^[4][5]

用于人造血干细胞体外扩增的小分子化合物筛选及作用机制研究

造血干细胞来源于骨髓、脐带血及动员后的外周血。但由于来源及可获得的细胞数量有限,限制了临床应用,所以造血干/祖细胞的体外扩增是一个研究热点。Notch信号通路是被广泛应用的,进化高度保守的细胞分化调节系统,在许多发育系统中对细胞的命运决定起着重要的调节作用。Notch通路通过位于细胞表面的受体与配体的结合而激活。

一系列的研究证明Notch受体广泛表达于造血干/祖细胞以及成熟的血细胞,Notch配体表达于造血基质细胞,提示Notch通路对造血系统的发生和发育具有调控作用。Notch配体胞外区含有一段在各个配体之间高度保守的结构域,称为DSL结构域(DSL domain),它是配体与受体结合并激活受体所必需的结构域。hDelta-like-1(hDll-1)是人Notch配体之一,通过对hDll-1蛋白结构功能域的研究,选出了具有Notch受体激活功能的hDll-1最小功能蛋白序列,包括进化中的DSL保守结构区和与之相邻的N-端的50个氨基酸,命名为hDll-1NDSL(简写:hDSL)。

将此hDSL序列克隆入原核表达载体pGEX-2T中,在大肠杆菌DH5α中诱导表达并用DEAE阴离子交换柱纯化得到了带有表达谷胱甘肽S转移酶(glutathione-s-transferase,GST)的GST-hDSL融合蛋白。

将GST-hDSL蛋白用于人脐血造血干/祖细胞的培养,观察GST–hDSL对脐带血造血干/祖细胞扩增的作用。通过免疫磁珠法(MACS)分离纯化脐血CD34~+细胞,然后联合其它的细胞因子研究GST–hDSL对CD34~+造血干/祖细胞扩增的影响。

参考文献

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[5]林小娟.GST-hDSL对人造血干/祖细胞体外扩增的影响[D].上海交通大学,2007.