综述:多能干细胞体外生成和扩增人造血干细胞的优势与挑战

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Experimental Hematology 2.5

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  这篇综述聚焦造血干细胞移植(HSCT)面临的难题,探讨多能干细胞(PSCs)分化为造血干细胞(HSCs)及血细胞的方法。虽前景光明,但分化效率低、功能 HSCs 分离富集困难。文章还提出改进策略,对推动 PSCs 在临床应用意义重大。

  

从多能干细胞直接到造血细胞


输血在多种病症治疗中至关重要,可补充贫血或急性失血患者的血红蛋白水平,提升氧气输送能力;凝血功能障碍患者也常需血小板或富含凝血因子的血浆来预防出血。然而,血液供应面临严峻挑战,虽然常见血型血液一般能满足需求,但稀有血型血液往往不足。

造血干细胞移植(HSCT)是治疗白血病、淋巴瘤和其他血癌等疾病的重要手段,且应用越来越广泛。不过,其大规模应用存在诸多难题,比如合适供体稀缺、存在病原体风险以及免疫排斥风险。多能干细胞(PSCs)的出现为解决这些问题带来了希望。PSCs 能够在体外生成造血干细胞(HSCs)和血细胞,为突破传统 HSCs 来源的限制开辟了新途径。患者自身诱导或基因编辑的 PSCs,有望成为临床应用中可及且个性化的选择。

挑战与局限


将 PSCs 直接分化为血细胞和 HSCs 具有重大科学意义,在临床应用中也展现出巨大潜力。当前,全球临床用血面临严重短缺,在需要快速输血或骨髓移植的紧急情况下,这一问题更为突出。HSCs 的稀缺加剧了这些困难,而异基因移植中的免疫排斥问题,进一步限制了相关治疗手段的应用。

目前,将 PSCs 分化为血细胞和 HSCs 的方法普遍存在效率较低的问题,尤其是在生成具有真正多系分化潜能(包括分化为造血、淋巴和髓系谱系)的细胞方面。尽管投入了大量时间和资源,但最终获得的细胞数量有限,难以满足临床移植的需求。

临床意义与展望


已有多种方法实现了脐带血中 HSCs 的体外扩增,但产量较低,而且免疫不相容性给临床应用带来了巨大挑战。此外,这些治疗方法成本高昂,限制了患者的可及性。未来,PSCs 有望解决血液供应短缺问题。通过定向分化,PSCs 能够产生用于临床治疗的 HSCs 和其他血细胞。因为诱导多能干细胞(iPSCs)可从患者自身细胞获得,能降低免疫排斥风险,为个性化治疗提供可能。

结论


本文回顾了目前 PSCs 向造血细胞和 HSCs 分化的策略。这些方法效率普遍不高,难以获得足够数量具有多系分化潜能的细胞用于临床移植。基因编辑技术虽能在一定程度上提高分化效率,但仍无法彻底解决问题。

为推动 PSCs 来源血细胞的临床应用,未来研究应着重优化 PSCs 分化方案,提高分化效率,获取更多功能性 HSCs。同时,建立有效的功能性 HSCs 和血细胞富集方法至关重要。这些努力有望克服当前面临的局限,充分发挥 PSCs 来源血细胞的治疗潜力。

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