免疫系统的细胞从何而来又该如何“保鲜”

供稿机构:汉氏联合高等研究院

南开大学博士后工作站

作者:杨思俊博士

上世纪五十年代,美国华盛顿大学多纳尔·托玛斯发现正常人的骨髓移植到病人体内,可以治疗造血功能障碍。这一技术的发现,很快得到全世界的认可,已成为根治白血病等病的主要手段。可以说造血干细胞移植技术的发现和应用为人类战胜疾病带来新的希望。

什么是造血干细胞?

造血干细胞是所有造血细胞和免疫细胞的起源细胞,具有自我更新、多向分化和归巢(即定向迁移至造血组织器官)潜能。它不仅可分化为红细胞、白细胞和血小板,还可跨系统分化为各种组织器官的细胞,因此是多功能干细胞。

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移植使用的造血干细胞来源主要有:骨髓、外周血、胎盘、脐带。而来源的不同极大地影响了移植干细胞的质量和数量。

造血干细胞的组织分布

在胚胎过程中,血液形成发生在卵黄囊中的血细胞聚集体中,称为血岛。随着发育的进展,血液形成发生在脾脏,肝脏和淋巴结。当骨髓发育时,它最终承担了形成整个生物体的大部分血细胞的任务。然而,淋巴细胞的成熟,激活、增殖发生在脾脏,胸腺和淋巴结中。在儿童中,造血发生在长骨的骨髓中,例如股骨和胫骨。在成人中,它主要发生在骨盆,颅骨,椎骨和胸骨中。

造血干细胞分化成哪三个谱系?

No.1  红细胞

携带氧气的细胞,具有功能性,并释放到血液中。

No.2  淋巴谱系的细胞

免疫系统的基石,它们来源于常见的淋巴样祖细胞。淋巴细胞谱系由T细胞,B细胞和自然杀伤(NK)细胞等组成。

No.3  骨髓谱系的细胞

包括粒细胞,巨核细胞和巨噬细胞,来自普通的骨髓祖细胞,并参与先天免疫和血液凝固等多种作用。

造血干细胞具体的分化路径

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图片来源:https://en.wikipedia.org/

造血干细胞分化出的血液系统各类细胞,其实我们比较熟悉,时常在血常规的检测中看到相关的细胞名称,比如单核细胞、中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、淋巴细胞。

通常我们会把这类细胞统称为白细胞,而红细胞我们比较熟悉。如下图所示:

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我们从分化路径可以看到,造血干细胞分化出来的各类细胞除了分布在血液系统之外,还广泛分布在人体的组织中。例如:

肥大细胞

广泛分布于皮肤及内脏粘膜下的微血管周围,分泌多种细胞因子,可以参与免疫调节(TB细胞,APC细胞活化等)。

巨噬细胞

通常在疏松结缔组织内数量较多,吞食并处理大型异物、细胞排泄出的老旧废物、寿终的红细胞等,还奔赴发生炎症的部位处理异物。

树突状细胞

少量分布于与外界接触的皮肤(黏膜)部位,主要在皮肤、鼻腔、肺、胃与肠的内层,他们被活化时,会移至淋巴组织中与T细胞与B细胞互相作用,以刺激与控制适当的免疫反应。

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可以说,免疫系统的细胞都是由造血干细胞分化而来,作为人类最重要防御系统,人体很多疾病的发生都和免疫系统有关系。未来的细胞科技专栏,我们将陆续介绍造血干细胞分化出来的各类免疫细胞。

本期也总结了汉氏联合公众号过往的其中一类NK细胞的相关文章,见延伸阅读。后续我们将给大家慢慢打开免疫细胞世界!

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参考资料:

1.https://en.wikipedia.org/wiki/Hematopoietic_stem_cell


资料收集及翻译审校: 西北农林科技大学生物国际班                          赵一笑
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