从干细胞生成血红细胞—现状与展望》.ppt

从干细胞生成血红细胞 现状与展望 李玉奎 红细胞可以体外生成 干细胞-红细胞 1.为什么要研究体外生产红细胞 2.怎样从干细胞生产红细 3.用干细胞生产红细胞的发展潜力 1.为什么要研究体外生产 红细胞 1.传染病源的威胁- WHO 要求检测项目: 艾滋病毒-1 (HIV-1) 艾滋病毒-2 (HIV-2) 乙肝病毒 (Hepatitis B) 丙肝病毒 (Hepatitis C) 梅毒 (Syphilis) WHO 建议检测项目 疟疾 (Malaria) 南美锥虫病 (Chagas disease) T 细胞病毒I/II (Human T cell virus I/II) 巨细胞病毒 (Human cytomegalovirus) WHO建议 最低检测率 99.5% HIV阳性血 输血感染率: 95% ELISA 检测方法的局限-突变病毒漏检 1.传染病源的威胁- 现有检测方法和标准下, 没有绝对安全的血液 2.供应短缺的前景- 现状: 发达国家短缺 我国-? 未来40年: 世界短缺 2.供应短缺的前景- 发达国家临床用血: 60岁以上人口43% 其他年龄人口57% 未来40年世界老龄人口增长趋势 60岁以上 人口 60岁以上 人口 % 2009205020092050 世界7300万2.008亿1122 亚洲3998万1,236亿1124 中国1615万4441万1231 中国增加1830万2.5倍 献血人口(18-55岁)比例无改变 2.供应短缺的前景- 中国未来40年: 60岁以上人口比例增加2.5倍 献血人口比例不变 人口城市化高速 结果供血短缺 3.健康水平提高的需求 保健性输血发展趋势 高端人群中端人群 M.V. Kamenevaa et al. Clinical Hemorheology and Microcirculation 3.健康水平提高的需求 保健性输血向中端人群发展 提高健康水平 发展新兴产业 为什么要研究体外生产红细胞 传染病源的威胁 血液供应的短缺 保健性输血的发展 2. 怎样从干细胞生产红细胞 2. 怎样从干细胞生产红细胞 表达百种蛋白 不表达血球蛋白 有细胞核 蛋白合成:关闭(?) 血红蛋白: 97% 无细胞核 造血干细胞红细胞 表达血球蛋白,铁受体 关闭其它基因, 脱核 胚胎期胎儿期生后期 卵黄肝脏骨髓 红细胞生成反馈机制 骨髓 红细胞生成 外周血管 密度感应 脾/肝 红细胞裂解 肾脏 EPO O2 Balance in health 0天 120天 IL-1 IL-3 IL-6 IL-1 IL-6 IL-3 GMCSF 骨髓中红细胞生成过程 造血干细胞 髓性干细胞 红细胞祖细胞 红细胞前体细胞 红细胞 IL-1 IL-3 IL-6 IL-3 GNCSF IL-3 EPO CSF GMCSF EPO Nat Biotechnol. 2005 Jan;23(1):69-74. Ex vivo generation of fully mature human red blood cells from hematopoietic stem cells. Giarratana MC, Kobari L, Lapillonne H, Chalmers D, Kiger L, Cynober T, Marden MC, Wajcman H, Douay L. 骨髓中红细胞生成过程 IL-1 IL-3 IL-6 IL-3 GNCSF IL-3 EPO CSF GMCSF EPO 体外红细胞生成过程 Blood. 2008 Dec 1;112(12):4475-84. Biologic properties and enucleation of red blood cells from human embryonic stem cells Lu SJ, Feng Q, Park JS, Vida L, Lee BS, Strausbauch M, Wettstein PJ, Honig GR, Lanza R. 骨髓中红细胞生成过程 IL-1 IL-3 IL-6 IL-3 GNCSF IL-3 EPO CSF GMCSF EPO 体外红细胞生成过程 红细胞生成过程中细胞数量的扩增 倍数 日数 体外生成红细胞携氧能力测定 携氧血红蛋白 氧压 体外生成 骨髓生成 3.用干细胞生产红细胞的 发展潜力 造血干细胞红细胞 表达血球蛋白,铁受体 关闭其它基因, 脱核 1次输血量: 2万亿 ?造血干细胞 2000万 1st differentiation 脐血干细胞 胚胎干细胞 胎盘干细胞 成体干细胞 Oct4 Nanog more 干细胞主要类别 按来源按多能性体外再生能力 胚胎 干细胞 全能 干细胞 无限 胎儿/胎盘/脐血 干细胞 多能 干细胞 高, 有限 成体 干细胞 单系多能 干细胞 低 诱导 干细胞 类全能 干细胞 无限 1st differentiation 脐血干细胞 胚胎干细胞 胎盘干细胞 成体干细胞 Oct4 Nanog more 造血干细胞来源 骨髓干细胞(1:10) 脐血干细胞(1