造血-定义，细胞，生长因子，调节

所有的血细胞都是通过一种叫做造血的机制产生的，它是由一种叫做造血干细胞(HSC)的单细胞类型产生的。干细胞是分化成其他细胞类型的细胞;它们可以自我更新——通过细胞分裂来维持它们的种群水平。

造血干细胞谱系和生长因子

• 在人类中，红细胞和白细胞在发育的第一周就在胚胎卵黄囊中形成和发育。卵黄囊干细胞分化为含有胚胎血红蛋白的原始红系细胞。
• 在妊娠期的第三个月，造血干细胞从卵黄囊迁移到胎儿的肝脏和脾脏，这是妊娠期第3 - 7个月造血的主要器官。然后干细胞的造血过程在骨髓中开始，直到出生时肝脏和脾脏几乎没有造血。
• 因此，每一个成熟的、特化的血细胞都来自于同一种类型的干细胞，这种细胞系被称为多能造血干细胞。这些干细胞能够分化并产生各种类型的细胞，包括红细胞、粒细胞、单核细胞、肥大细胞、淋巴细胞和巨核细胞。然而，它们的数量很少(骨髓中每5104个细胞中有1个HSC)。
• 造血干细胞在整个成年期都保持稳定的水平，研究表明它们的增殖能力是巨大的。
• 在造血的早期阶段，多能干细胞沿着两条途径之一分化，产生共同的淋巴样祖细胞或共同的髓样祖细胞，这取决于其微环境。
• 在淋巴系和髓系的发展过程中，干细胞分化为祖细胞，祖细胞失去了自我更新的能力，并致力于一个特定的细胞谱系。
• 常见的淋巴样祖细胞产生b细胞，t细胞，NK(自然杀手)细胞,一些树突细胞．
• 髓系干细胞产生红细胞(红细胞)、多种白细胞(中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞、肥大细胞、树突状细胞)和血小板的祖细胞。
• 祖细胞的产生高度依赖于对生长因子和细胞因子的反应的获得，这有助于祖细胞的增殖和分化为相应的细胞类型，可以是成熟的红细胞，特定类型的白细胞，或血小板生成细胞(巨核细胞)。
• 红细胞和白细胞通过血液循环进入骨髓。在骨髓内，造血细胞生长成熟基质细胞的网状非造血细胞支持造血细胞的生长和分化。
• 基质细胞包括脂肪细胞、内皮细胞、成纤维细胞和巨噬细胞，它们通过提供诱导造血的微环境(HIM)影响造血分化的过程。HIM由细胞基质和促进生长和分化的因子组成。
• 造血生长因子通常包括通过扩散到达目标细胞的可溶性制剂和基质细胞表面的其他膜结合分子，这些分子需要反应细胞和基质细胞之间的细胞间接触。
• 当机体发生感染或在感染期间，激活的巨噬细胞和t细胞产生造血生长因子，从而刺激造血。
• 对造血基因水平的研究确定了一些相关的生长因子是影响造血谱系的转录因子，以及影响导致淋巴细胞发育的单一谱系的其他因子。
• 一个影响多个谱系的转录因子是GATA-2，它是一种识别四核苷酸序列GATA的转录因子，GATA是靶基因中的一个核苷酸基序。一个有功能的GATA-2基因，它指定了这个转录因子，对淋巴系、红系和髓系的发展是必不可少的。

造血调节与程序性细胞死亡

• 造血过程是一个持续的过程，以保持稳定和持续的成熟血细胞的生产，以平衡生产和细胞老化损失。红细胞在被脾脏巨噬细胞吞噬和消化前平均寿命为120天。
• 白细胞的种类像中性粒细胞一样只有几天的寿命，而一些t淋巴细胞的寿命则超过20年，因此，为了保持一个稳定的水平，一个人至少必须产生3.7×10¹¹每天的白细胞数量
• 造血的调节是由几个复杂的机制来完成的，这些机制影响着所有的细胞类型。这些调节机制确保了各种血细胞的稳定水平，但它们有足够的内在灵活性，使血细胞的产量可以迅速增加10倍到20倍，以应对出血或感染。
• 造血的稳态调节有多种方式，包括:
  • 骨髓基质细胞产生的细胞因子的水平和类型的控制
  • 由其他类型的细胞如活化的T细胞和巨噬细胞产生的具有造血活性的细胞因子
  • 干细胞和祖细胞中造血活性细胞因子受体表达的调节
  • 通过有控制的诱导细胞死亡来去除一些细胞
• 这些调节机制中的一种或多种失灵会导致造血细胞因子或其受体表达的极端异常。这可能导致不受控制的细胞增殖，并有助于某些类型的白血病的发展。
• 因此，造血谱系产生(分化和增殖)的数量与因细胞死亡而消失的细胞数量之间应保持平衡。
• 最后，造血细胞谱系经历程序性细胞死亡，称为凋亡。每一个免疫细胞都有一个特定的寿命，之后它们自然死亡，称为程序性细胞死亡。例如，中性粒细胞大约5×10¹⁰在细胞程序性死亡开始前，它们的寿命只有几天。这种死亡伴随着中性粒细胞的持续产生维持了细胞数量的稳定。
• 然而，如果发生程序性细胞死亡，则可能发展为白血病状态。

参考文献

1. https://www.stemcell.com/hematopoietic-stem-and-progenitor-cells-lp.html
2. https://www.sciencedirect.com/topics/immunology-and-microbiology/hematopoiesis
3. https://immunologysystem.blogspot.com/2016/07/hematopoietic.html
4. https://ashpublications.org/blood/article/125/17/2605/34110/Hematopoietic-stem-cells-concepts-definitions-and
5. https://en.wikipedia.org/wiki/Multipotent_hematopoietic_stem_cell
6. https://www.bioexplorer.net/hematopoietic-stem-cells.html/