造血干细胞(hematopoietic stem cells，HSCs)是一类具有自我更新能力和造血全谱系分化潜能的细胞群，HSC移植在临床上具有广泛的应用价值，可以治疗白血病、淋巴瘤等血液肿瘤以及地中海贫血、自身免疫缺陷等遗传疾病等。HSCs来源主要有骨髓、动员的外周血及脐带血。骨髓来源的HSCs虽然归巢能力强，造血重建快，但存在HLA(human leukocyte antigen)配型困难，移植物抗宿主病(graft-versus-host-diease，GVHD)发生率高等问题。动员的外周血来源的HSCs造血重建快、术后并发症少，但同时存在慢性GVHD发生率高等问题。脐带血来源的HSCs来源广泛、采集方便、免疫原性低，但同时存在细胞剂量不足引发的造血重建延迟、免疫重建延迟等问题。因此，迫切需要新来源、充足剂量HSCs以满足临床移植需求。　　随着人胚胎干细胞系（human embryonic stem cells，hESCs）及人的诱导性多能干细胞系(human induced pluripotent stem cells，hiPSCs)相继建立，制备病人自体iPSCs的技术已经成熟，而新一代基因编辑技术可以在iPSCs水平上对人类的异常基因进行校正，因此，理论上只要人多能干细胞(human pluripotent stem cells,hPSCs)定向诱导分化获得hHSCs取得成功，理论上有望从根本上解决HSCs来源、剂量及免疫排斥等问题。　　迄今，体外分化无法获得可移植的人造血干细胞(human hematopoietic stem cells，hHSCs)，一种可能的原因是体外分化系统无法维持hHSCs。因此，本文的第一部分尝试建立hHSCs体外维持培养体系，我们以脐带血造血干/祖细胞(hematopoietic stem and progenitor cells，HSPCs)(CD34+细胞)为研究对象，尝试建立hHSCs体外维持的技术方法。首先，我们通过细胞因子组合的优化及小分子化合物的联合使用，初步实现了hHSCs干性的部分维持;然后，通过与不同的AFT024基质细胞系共培养，我们建立了完全维持hHSCs干性的培养体系，在此基础上，我们进一步优化并获得基于AFT024基质细胞共培养的hHSCs干性维持的无血清培养体系。此外，基于文献报道，我们还优化了hHSCs干性维持的无细胞因子培养体系。总之，我们建立了含细胞因子/无细胞因子两种体外培养体系，能够实现脐带血HSCs干性的短期维持，为hHSCs的体外再生提供了重要保障。　　通过hPSCs定向造血分化获得hHSCs是hHSCs体外再生的重要策略之一，但迄今为止，尚未建立通过该策略获得能够长期多谱系造血重建的hHSCs的技术方法。有鉴于此，本文的第二部分开展了UM171在hPSCs定向造血分化中的作用研究。UM171是一种可以扩增脐带血HSCs的小分子化合物，但UM171是否在hPSCs定向造血分化过程中发挥作用尚不清楚。有鉴于此，我们首先建立了一个无滋养层、无血清的hPSCs定向造血分化体系，并发现该分化体系可以维持脐带血HSCs的干性。在此基础上，我们在分化过程中添加不同剂量的UM171，发现合适剂量的UM171可以显著提高造血祖细胞的产量。进一步研究发现，UM171作用于hPSCs定向造血分化的多个重要发育阶段，特别是造血发育的早期阶段（多能干细胞到生血内皮）。体外集落培养实验证实了UM171组来源的造血祖细胞具有更强的集落形成能力，尤其是形成更多的CFU-GM，以及形成更大的CFU-GM和CFU-Mix。遗憾的是，UM171并没有赋予hPSCs来源的造血祖细胞体内造血重建能力。总之，UM171可以作为一种重要的添加剂用于hPSCs定向造血分化获得可移植的hHSPCs研究中。　　本论文围绕hHSCs体外再生这一重大科学问题，第一部分建立了脐带HSCs体外维持的含细胞因子/无细胞因子培养体系，第二部分研究了小分子化合物UM171在hPSCs定向造血分化中的作用，从而为hHSCs的体外再生奠定了基础。