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目的:造血干/祖细胞(HSPCs)移植的目的是使受者重建长期造血功能,其关键是原始造血干细胞(PHSCs)必须植入/归巢,并增殖分化,不断产生各系血细胞。表型(CD34、CD133)分析和传统造血祖细胞集落形成试验都不能从功能上推测供体细胞中的PHSCs。由于长期培养启动细胞(LTC-ICs)中包含PHSCs,故LTC-IC检测可从功能上评价供体细胞中具有重建长期造血功能的PHSCs。本研究试图通过对人胎盘CD133+细胞群中LTC-IC的检测,深入探讨人胎盘组织是否存在PHSCs,并揭示其功能特征,旨在为“胎盘造血”假说及人胎盘作为潜在的HSPCs的资源寻求新的证据。
方法:①取13周引产胎儿骨髓,制备胎儿原代骨髓基质细胞作为支持LTC-ICs生长的基质细胞层细胞。②采用机械法制备人胎盘组织(PT)单个细胞悬液,再用Histopaque(比重1.077)分离出单个核细胞(MNCs)。③以MNCs作分选起始样品,采用MiniMACS免疫磁珠激活分选系统正、负选分离纯化CD133+细胞和CD133-细胞。④以CD133+细胞和CD133-细胞为测试细胞,采用有限稀释法(LDA)设置不同数量的接种细胞,在长期培养体系中培养,观察测试细胞中LTC-ICs的发生率及LTC-ICs的增殖分化功能。⑤流式细胞仪(FCM)分析测试细胞的表型变化。以脐带血(UCB)CD133+细胞和CD133-细胞作为平行比较分析。
结果:①源自PT和UCB的CD133+细胞中LTC-IC的发生率分别为1/645和1/89,区间分别为(1/440,1/946)和(1/70,1/114);PT和UCB中CD133-细胞群中均仅有1个LTC-IC。②CD133+细胞群中的LTC-IC大部分增殖分化为粒-单集落形成单位(CFU-GM),占集落总数的71.43%(PT)和73.08%(UCB);少部分分化为混合—集落形成单位(CFU-Mix),占集落总数的28.57%(PT)和26.92%(UCB)。④CD133+细胞培养后各表型亚型的表达明显降低,仅CD133-Lin+仍有一定表达。培养0d与5w,PT-CD133+细胞群的表型变化分别为:CD133+CD34+为15.51%和0%,CD133+CD34-为18.89%和0.12%,CD133-CD34+为9.82%和1.00%;CD133+Lin-为23.45%和0.12%,CD133+Lin+为10.96%和0%,CD133-Lin+为29.58%和7.65%;CD133+HLA-DR-为29.21%和0.12%,CD133+HLA-DR+为5.19%和0%,CD133-HLA-DR+为11.56%和1.49%。培养0d与5w,UCB-CD133+细胞群的表型变化分别为:CD133+CD34+为74.43%和0.11%,CD133+CD34-为0.07%和0.33%,CD133-CD34+为22.18%和0.44%;CD133+Lin-为74.04%和0.33%,CD133+Lin+为0.45%和0.11%,CD133-Lin+为2.54%和16.43%;CD133+HLA-DR-为74.30%和0.33%,CD133+HLA-DR+为0.19%和0.11%,CD133-HLA-DR+为0.45%和1.89%。
结论:①人胎盘组织CD133+细胞群中存在LTC-ICs,亦即存在具有长期造血重建功能的PHSCs。②人胎盘LTC-IC具有增殖分化能力。本研究首次发现人胎盘CD133+细胞群中存在LTC-ICs,初步揭示了其在体外培养中的功能特性。为“胎盘造血”假说和人胎盘作为PHSCs移植的潜在资源提供了新的证据。