臍帶血中含有較豐富的HSC和MSC,臍帶血中的T淋巴細胞比較原始,缺乏T細胞活化生長因子,所以,其免疫功能相對不成熟,臍帶血接觸的抗原,記憶細胞較少,淋巴細胞對異種抗原反應差,B細胞不能轉化為漿細胞,細胞間信號轉導通路不完善,NK細胞活性較弱等特點使其在應用時較少發生移植物抗宿主病(GVHD)。下面分別介紹臍帶血中各主要幹細胞的特徵。
臍帶血源造血幹細胞生物學和免疫學特徵 CB-HSC是臍帶血中含量較高的一類幹細胞,具有多向分化潛能和很強的增殖分化以及形成集落的能力,CB-HSC對生長刺激較敏感,能迅速脫離Go/G1期而進入細胞週期,臍帶血有自分泌造血因子的能力,自分泌產生的造血因子可賦予臍帶血幹細胞高增殖和擴增能力,CB-HSC分為CD34+細胞群和CD34-細胞群,目前公認CD34是造血幹細胞篩選的主要標誌,CD34+,細胞是非均質性的細胞群,其中既含有造血幹細胞也存在不同分化階段的各系造血祖細胞, CD34+細胞是一種處於靜息狀態下的細胞,經過特定的細胞因子活化後,可以轉化為CD34+細胞。CD34表面抗原的檢測對造血幹細胞的確認、計數、分離和控制具有重要價值。D34+是與造血幹/祖細胞相關的一個階段特異性抗原,也是HSC/HPC分離純化的主要標誌,CD34+細胞群約佔HSC/HPC的90%以上,所以目前通常所說HSC/HPC是CD34+細胞群。臍帶血可分離的CD34+細胞群約佔臍帶血單個核細胞2% ,其數量比例與骨髓來源的CD34+細胞群接近,但明顯高於外周血。臍帶CD34+ CD33-和CD34+,CD38-細胞群較骨髓來源的數量更多,更為原始,體外的增殖分化能力明顯高於骨髓。這些都為少量臍帶血代替大量骨髓和外周血滿足臨床移植治療提供可能。臍帶血中BFU-E水平高於骨髓;臍帶血和骨髓中BFU-GM水平相當,但臍帶血中更幼稚的雙能粒-單核祖細胞含量高於骨髓;臍帶血中高增潛能集落形成細胞(HPP-CFC)比骨髓中高8倍,且不成熟巨核祖細胞集落較多。大量研究表明,臍帶血的自我複製、增殖能力、受刺激後進入細胞週期的速度及體外擴增的潛能均高於骨髓,尤其是對造血調控因子的反應明顯高於骨髓和外周血細胞,表現為加入各種細胞因子後,CFU-GEMM和BVU-E集落數量明顯升高。因其有著較長的端粒和較高的端粒酶活性,且不表達CD95/Fas,故不宜發生凋亡,有較高端粒酶活性可能是其自有更新內部因素之一。CD34 細胞體外長期培養中初始細胞CD34CD45 RO,細胞在臍帶血中明顯高於骨髓,且不成熟表型T細胞(CD45RO,)以抑制性亞群為主,經過繼發性免疫刺激後產生較長期無反應狀態,這可能是臍帶血移植後超越HLA屏障,GVHD發生較少生車的原因之一。學者研究發現CD34, HSC可以分化為心肌細胞、血管內皮細胞和平滑肌細胞,並且具有
一定的心肌細胞收縮功能。HSC移植和造血生長因子治療心肌梗死能促進心肌的再生修復,改善心功能。
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