造血干細(xì)胞培養(yǎng)中常用的細(xì)胞因子及其作用

近年來(lái)，干細(xì)胞在臨床應(yīng)用方面變得愈加廣泛。然而，由于人體內(nèi)的干細(xì)胞比例和數(shù)量極低，無(wú)法滿足臨床需求，因此體外擴(kuò)增培養(yǎng)干細(xì)胞變得尤為重要。盡管干細(xì)胞治療面臨倫理和工藝等多重問題，但造血干/祖細(xì)胞及各系血細(xì)胞的表面標(biāo)志清晰，可進(jìn)行定量選擇、分選，并且發(fā)揮功能時(shí)相對(duì)游離，無(wú)需復(fù)雜的“下游”工藝如生物支架、神經(jīng)、血管、外科移植等。這使得造血干細(xì)胞成為干細(xì)胞增殖分化的最佳模型，便于直接應(yīng)用于臨床。
 

造血干細(xì)胞具備高度的自我更新和多種分化潛能，能夠產(chǎn)生所有成熟的血細(xì)胞，包括紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板和淋巴細(xì)胞等，并有能力重建整個(gè)造血系統(tǒng)。在體外擴(kuò)增造血干細(xì)胞時(shí)，需要同時(shí)保持其自我更新能力并阻止其分化，這是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的技術(shù)。近年來(lái)，大量實(shí)驗(yàn)表明造血干細(xì)胞的分化依賴于細(xì)胞因子。以下簡(jiǎn)要整理了在造血干細(xì)胞培養(yǎng)中常用的細(xì)胞因子及其作用。
 

● 血小板生成素（TPO）

TPO最初被認(rèn)為是巨核細(xì)胞系特異性生長(zhǎng)因子，屬于特異性作用細(xì)胞因子,可維持巨核細(xì)胞增殖、分化、成熟、分裂及形成有功能的血小板，是擴(kuò)增巨核細(xì)胞系的首選因子。近年來(lái)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在體外研究中TPO在促進(jìn)HSC增殖中也起到重要的作用，并且與其他細(xì)胞因子組合使用可提高集落形成單位總數(shù)和CD34+干細(xì)胞的擴(kuò)增倍數(shù)。特別是在有FL3組合中，可維持臍帶血CD34+干細(xì)胞長(zhǎng)期生長(zhǎng)和擴(kuò)增。

● 干細(xì)胞因子（SCF）

干細(xì)胞因子（stemcellfactor，SCF）是一種通過(guò)錨定并表達(dá)于所有HSC表面的酪氨酸受體c-Kit而發(fā)揮作用的因子，c-Kit表達(dá)缺陷將導(dǎo)致HSC擴(kuò)增數(shù)量減少。目前幾乎用于培養(yǎng)HSC實(shí)驗(yàn)中的所有細(xì)胞因子組合都包含SCF。另外，SCF與FL3同屬于酪氨酸激酶受體TKR家族，具有擴(kuò)增原始造血細(xì)胞的協(xié)同作用，通過(guò)與特異性TKR結(jié)合，向細(xì)胞內(nèi)傳遞信號(hào)，啟動(dòng)早期祖細(xì)胞的分裂和增殖，使細(xì)胞走出G0期開始擴(kuò)增，抑制凋亡。

● 白細(xì)胞介素-3

白細(xì)胞介素-3（IL-3）稱為肥大細(xì)胞生長(zhǎng)因子，是一個(gè)具有多效性的細(xì)胞因子，主要由激活的T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生，能夠刺激多能HSC和不同譜系定向祖細(xì)胞的增殖與分化。IL-3誘導(dǎo)的干細(xì)胞表面受體異二聚體化后，可結(jié)合許多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白，如Janus激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子與轉(zhuǎn)錄激活子（JAK/STAT）通路等，從而激發(fā)了一股下傳的信號(hào)流，參與了干細(xì)胞的增殖調(diào)控。IL-3還可激活細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）途徑和c-jun氨基末端酶（JNK）途徑，誘導(dǎo)干細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖與存活。

● 白細(xì)胞介素-6

IL-6 是一種多向性細(xì)胞因子，通過(guò)調(diào)節(jié)免疫和炎癥反應(yīng)，在宿主防御中發(fā)揮重要作用。IL-6 由 T細(xì)胞、單核細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞產(chǎn)生，具有多種生物學(xué)功能。它可以促進(jìn) B 細(xì)胞分化和抗體產(chǎn)生，協(xié)同 IL-3 在巨核細(xì)胞發(fā)育和血小板產(chǎn)生中發(fā)揮作用，誘導(dǎo)肝急性期蛋白的表達(dá)，調(diào)節(jié)骨代謝。IL-6 通過(guò) IL-6 受體系統(tǒng)傳遞信號(hào)，IL-6 受體系統(tǒng)由 IL-6Rα和 gp 130 兩條鏈組成。在胚胎干細(xì)胞中STAT3是維持胚胎干細(xì)胞不分化狀態(tài)的決定性分子，而IL-6是JAK/STAT3信號(hào)通路最初的啟動(dòng)因子。

● lFLT3配體（FL）

FLT3配體是調(diào)節(jié)早期造血細(xì)胞增殖的生長(zhǎng)因子。FLT3-配體與表達(dá)酪氨酸激酶受體FLT3的細(xì)胞結(jié)合。FLT3-配體本身并不刺激早期造血細(xì)胞的增殖，而是與其他CSFs和白細(xì)胞介素協(xié)同誘導(dǎo)生長(zhǎng)和分化。與SCF不同，F(xiàn)LT3-配體對(duì)肥大細(xì)胞沒有作用。已鑒定出FLT3-配體的多種亞型。主要的生物活性形式作為跨膜蛋白(209a.)的胞外區(qū)域錨定在細(xì)胞表面。所述膜結(jié)合異構(gòu)體可被蛋白質(zhì)裂解生成具有生物活性的可溶性異構(gòu)體。

● Fms樣酪氨酸激酶3

CD34+CD38dim細(xì)胞高度表達(dá)的Fms樣酪氨酸激酶3（FL3），通過(guò)與其特異性酪氨酸激酶活性的受體（tyrosinekinase-linkedreceptors，TKR）結(jié)合，向細(xì)胞內(nèi)傳遞信號(hào)。FL3作用于HSC/HPC，通過(guò)與在細(xì)胞表面的有TKR結(jié)合而發(fā)揮造血調(diào)控作用。FL3也是十分重要的早期祖細(xì)胞刺激因子，對(duì)HSC/HPC體外擴(kuò)增有明顯的促進(jìn)作用，能阻止CD34+干細(xì)胞在體外擴(kuò)增時(shí)逐漸定向分化，耗凈HPC的傾向。

● 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β

轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1、β2 和 β3 三種哺乳動(dòng)物亞型通過(guò)同一受體發(fā)出信號(hào)，引起相似的生物學(xué)反應(yīng)。它們是多功能細(xì)胞因子，調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、生長(zhǎng)、分化和運(yùn)動(dòng)，以及細(xì)胞外基質(zhì)的合成和沉積。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（transforminggrowthfactor-β，TGF-β）由骨髓基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生，抑制早期HSC/HPC進(jìn)入S期，使大多數(shù)HSC/HPC處于G0期。

● 巨噬細(xì)胞炎性蛋白-1α

巨噬細(xì)胞炎性蛋白-1β（MIP-1β）與巨噬細(xì)胞炎性蛋白-1α（macrophageinflammatoryprotein1α，MIP-1α）相伴而生，是MIP-1α的天然拮抗劑，可以解除MIP-1α對(duì)早期HSC/HPC的抑制作用，阻止HSC重新返回靜止?fàn)顟B(tài)。

● p38

p38作為一個(gè)信號(hào)傳遞分子屬于絲裂原激活蛋白激酶（MAPK）家族的一員，在常氧條件下抑制HSC的體外擴(kuò)增。有實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)HSC在加有TPO、SCF、FL3的無(wú)血清培養(yǎng)液中，由于氧化應(yīng)激而激活p38和p16，導(dǎo)致鼠HSC數(shù)量明顯的減少。

● 粒-巨噬細(xì)胞-集落刺激因子（GM-CSF）

粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子是臨床上用于各種原因引起的白細(xì)胞或粒細(xì)胞減少癥的藥物。目前使用的細(xì)胞動(dòng)員劑是“粒一巨噬細(xì)胞集落刺激因子（ GM--CSF ）”，GM--CSF除能增加外周血造血干細(xì)胞的數(shù)量外，還有輔助心臟功能等作用。

● 粒細(xì)胞-集落刺激因子（G-CSF）

粒細(xì)胞集落刺激因子的作用一般有抗原呈遞、增強(qiáng)巨噬細(xì)胞作用、促進(jìn)造血干細(xì)胞增殖等。粒細(xì)胞集落刺激因子是骨髓干細(xì)胞的強(qiáng)力動(dòng)員劑，能刺激自體骨髓干細(xì)胞增殖，動(dòng)員骨髓干細(xì)胞從骨髓到外周血。

● 促紅細(xì)胞生成素（EPO）

紅細(xì)胞生成素（EPO）是造血分化中的主要刺激因子，能促進(jìn)造血干細(xì)胞向原始紅細(xì)胞分化、加速幼紅細(xì)胞的分裂增殖、促進(jìn)血紅蛋白的合成，同時(shí)在紅細(xì)胞誘導(dǎo)分化研究中也發(fā)揮重要的作用。

逐典生物血小板生成素TPO

產(chǎn)品特點(diǎn)：

1.原核表達(dá)系統(tǒng)，無(wú)動(dòng)物源成分

2.活性高，比活≥1×107 units/mg

3.非標(biāo)簽純化，外源金屬離子引入風(fēng)險(xiǎn)低

產(chǎn)品數(shù)據(jù)：

1.電泳（SDS-PAGE）

采用SDS-PAGE分離，顯示蛋白分子量約19kDa，且未見雜蛋白，與天然蛋白類似

2.活性（Bioactivity）-Bioactivity CELL BASE

通過(guò)對(duì)人Mo7e(巨細(xì)胞白血-病細(xì)胞株)細(xì)胞進(jìn)行增殖劑量依賴性刺激實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明ED50≤1.0ng/ml，對(duì)應(yīng)的比活性≥1×107單位/mg。