造血干细胞的分化

    一、多能干细胞

    多能干细胞是由Till和McCulloch 等在60年代初，应用脾集落形成细胞定量
法，首先在小鼠体内证明的。他们给经射线照射的小鼠输入同系鼠骨髓细胞，在
10～14天后在脾内形成可见的结节，它是由单一骨髓细胞发育分化而成的细胞集
落，称之为脾集落形成单位（colony forming unit-spleen，CFU-S ）。集落数
与输入的细胞数成正比，它可分化发育为红细胞、粒细胞及巨核细胞。CFU-S 长
期以来用体内集落法进行检测。

    在70年代后Johnson 和Metcalf 等应用鼠胎肝细胞体外培养法，证明具有CFU-S
性质的干细胞可在体外培养成功，这是在研究干细胞方法学上的重大改进。

    其后，Haral 等用小鼠骨髓细胞在甲基纤维素中加入红细胞生成素（erythropoietin，
EPO ）及脾细胞培养上清，进行体外培养，可形成含有红细胞、巨核细胞以及巨
噬细胞的集落，称为混合集落形成单位（CFU-Mix ）。其后，小林登等在80年代
用人骨髓细胞亦报告CFU-Mix 培养成功。即由多能干细胞可进一步分化为定向髓
系多能干细胞及淋巴系干细胞。淋巴系干细胞是T 和B 细胞的共同祖先细胞，但
目前尚不能用脾集落实验证明其存在。

    二、单能干细胞

    单能干细胞是一类具有向特定细胞系分化能力的干细胞，也称为祖细胞（progenitor）。

    如进行体内移植不能形成脾集落，但在一定造血因子的存在下，可在体外培
养并形成细胞集落，称为代表外培养集落，称为体外培养集落形成单位（colony
forming unit-culture，CFU-C ），因此它与多能干细胞不同，它可包括分化为
红细胞的红系干细胞，可分化为粒细胞和单核细胞的粒、单核细胞干细胞系及可
分化为血小板的巨核干细胞系。

    1.红系干细胞应用骨髓细胞加甲基纤维素在大量EPO 存在下，进行体外培养
可产生大型红细胞集落，可含有1000个以上的细胞，形成如爆发火花样的集落，
称此干细胞为爆式红细胞集落形成细胞（burst unit-erythoid ，BFU-E ）。如
用小剂量EPO 则产生小型集落，由8 ～50个细胞组成，称此干细胞为红细胞系集
落形成细胞（colony forming unit-E ，CFU-E ）BFU-E 是更早期的红系干细胞，
而CFU-E 则为较晚期的红系干细胞。

    2.粒细胞- 单核细胞系干细胞此系细胞在功能上与BFU-E 或CFU-E 属同级干
细胞。应用软琼脂法将骨髓细胞进行体外培养，在集落刺激因子（CFS ）存在下，
可产生粒细胞和单核细胞集落<医学教育网搜集整理>，称此集落形成细胞为体外培养集落形成细胞（colony
formingunti-culture ，CFU-C ）。将CFU-C 进行体内移植不能产生脾集落，所
以CFU-D 不具有CFU-S 的特性，仅具有前驱细胞和前驱单核细胞的特征。

    3.巨核干细胞系亦称巨核细胞集落形成细胞（colony forming unti-megakaryocyte，
CFU-M ），Metcalf 及其分泌的细胞因子和细胞外基质（extra-cellular matrix
，ECM）组成，因此对造血干细胞发育分化过程的体外研究，有很大局限性，它不
一定能真实反映体内情况，分析实验结果时，必须注意这种局限性。目前仍有很
多关于造血干细胞发育分化的问题有待阐明。