脐带血干细胞体外维持及UM171在人多能干细胞定向造血分化中的作用研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 李学家 |
| 答辩日期 | 2017-05-01 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 广州生物院 |
| 导师 | 王金勇 |
| 关键词 | 造血干细胞 维持 UM171 人多能干细胞 造血分化 |
| 学位名称 | 理学博士 |
| 学位专业 | 细胞生物学 |
| 其他题名 | Maintenance of human umbilical cord blood hematopoietic stem cells in vitro and the role of pyrimidoindole derivative UM171 in hematopoietic commitment from human pluripotent stem cells |
| 英文摘要 | 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，但同时存在细胞数量不足、造血重建延迟及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，但到目前为止，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。 |
| 学科主题 | 细胞生物学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 100 |
| 源URL | [http://ir.foo.ac.cn/handle/2SETSVCV/1139]  |
| 专题 | 中国科学院广州生物医药与健康研究院 |
| 作者单位 | 中国科学院广州生物医药与健康研究院 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李学家. 脐带血干细胞体外维持及UM171在人多能干细胞定向造血分化中的作用研究[D]. 广州生物院. 中国科学院大学. 2017. |
入库方式： OAI收割
来源：广州生物医药与健康研究院
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。