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提高造血干细胞移植效率的简单措施

根据这一研究,如果高氧气浓度是造成干细胞活性下降的原因,人工诱导低氧诱导因子也是值得考虑的方法,但更直接更安全的方法不就是用低氧细胞处理条件,这才能从根本上避免导致细胞发生氧化应激的发生。

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当然,氧化损伤导致细胞死亡也可以用理想的抗氧化治疗解决,氢气作为一种理想的选择性抗氧化治疗方法,或许能作为保护体外造血干细胞活性的手段。作为气体,氢气和氧气联合考虑,采用低氧高氢气混合气体作为造血干细胞的分离环境,或许获得更理想更好的移植效率。


本研究亮点:


●暴露在空气中,会因为氧气浓度过高降低从骨髓和脐带血中获得造血干细胞的效率。


●在空气收集造血干细胞会使造血干细胞数目被大大低估。


●由ROS介导的造血干细胞数目下降与cypd-p53-mptp轴,miR210和hif-1a有关。


●在环胞素a中收集造血干细胞可以提高造血干细胞移植效率。


美国印第安纳大学医学院的研究人员报告称,他们发现了一种提高造血干细胞移植效率的新方法。这项重要的研究在线发表在6月11日的《细胞》杂志上。领导这一研究的是印第安纳大学医学院的杰出教授、美国血液学会前主席HalE. Broxmeyer博士。Broxmeyer博士的研究领域是造血细胞和胚胎干细胞的自我更新、增殖、存活、分化和迁移的调节,以及造血功能和免疫细胞的活性,该研究团队曾经为造血干细胞领域和脐带血干细胞领域做出重大贡献。


Broxmeyer是第一位提出脐带血干细胞移植治疗恶性白血病的专家,也是第一位开展脐带血干细胞移植的专家,是脐带血干细胞研究和应用的领军人物。作为国际公认的脐带血移植领域的奠基人。Broxmeyer博士曾获得诸多奖项,担任过十多个组织的主席,他目前担任11个杂志编委,发表700多篇论文,获得15项专利。


造血干细胞是指存在于骨髓、外周血、脐带血、肌肉以及其他有造血组织的器官中的一类稀有多能细胞,其具有自我更新能力并能分化为各种血细胞前体细胞,最终生成各种血细胞成分,包括红细胞、白细胞、血小板和淋巴细胞等,可以说它是一切血细胞的原始细胞。


近30年里,造血干细胞被广泛地应用于血液病治疗的临床实践,已成为治疗和治愈恶性血液病、重型再生障碍性贫血、某些实体瘤、某些异常免疫病、某些遗传病、代谢病和极重度骨髓型放射病的最有效方法,已成为现代医学异军突起的重要方向。但由于获得的造血干细胞数量有限,输注后产生的成熟细胞的生物动力欠佳等不足,目前临床上造血干细胞移植还受到极大的限制。


文章作者指出,生理状况下造血干细胞是定位在人体内平均氧浓度为3%的低氧环境中,而造血干细胞采集及处理程序则是在比人体内氧浓度高得多的21%氧气浓度环境下完成。目前全世界进行的普通细胞培养条件,都是远远超过生理条件的高氧气浓度。只是许多细胞对这种有毒的高氧环境的耐受能力比较高,干细胞这种相对脆弱的细胞就不一样了。


研究人员发现,即便是短暂暴露于高氧环境下,也会给造血干细胞带来明显负面影响,造成造血干细胞数量减少、功能降低最终导致移植疗效下降。他们将这种效应称作为超出生理范围的氧休克/应激动(extraphysiologicoxygen shock/stress,EPHOSS)。因此,平常骨髓和脐带血中造血干细胞有可能被人为破坏了。


研究人员通过亲环素d(cyclophilin d)和p53将ros的产生和线粒体通透性转换孔(MPTP)联系在一起作为EPHOSS的分子机制进行了实验探究。研究证明,活性氧介导的这种造血干细胞数量减少,与线粒体通透性转换孔(CypD-p53-MPTP)信号轴、miR210和hif-1α有关联。在空气中收集小鼠骨髓和人类脐带血造血干细胞时,添加MPTP抑制剂环孢菌素A可以保护这些细胞免受EPHOSS的损害。


综上所述,这项研究发现EPHOSS反应会导致从骨髓和脐带血中收集到的造血干细胞数目减少,而在收集过程中加入环胞素a可以保证造血干细胞免受EPHOSS反应的影响,从而增加造血干细胞移植效率,因此这项研究对于造血干细胞移植具有非常重要的应用价值。


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