โครงสร้างไขกระดูกและการสร้างเม็ดเลือด
ไขกระดูกเป็นเนื้อเยื่ออ่อนที่บรรจุอยู่ในโพรงกระดูกและเป็นแหล่งหลักของการสร้างเซลล์เม็ดเลือดหลังคลอด ภายในโครงข่ายของเซลล์สโตรมา หลอดเลือดไซนูซอยด์ และเมทริกซ์นอกเซลล์ เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจะให้กำเนิดเซลล์เม็ดเลือดทุกสายพันธุ์ ได้แก่ เม็ดเลือดแดง เม็ดเลือดขาวชนิดไมอีลอยด์ และเม็ดเลือดขาวชนิดลิมฟอยด์ ผ่านกระบวนการสร้างเม็ดเลือด
Definition
ไขกระดูกคือเนื้อเยื่อสร้างเม็ดเลือดและเนื้อเยื่อสโตรมาภายในโพรงกระดูก ซึ่งเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่ได้รับการสนับสนุนจากแหล่งอาศัยเฉพาะ จะเพิ่มจำนวนและพัฒนาไปเป็นองค์ประกอบของเซลล์เม็ดเลือด
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมการจัดระเบียบทางเนื้อเยื่อวิทยาของไขกระดูก แนวคิดของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดและแหล่งอาศัย (niche) ของมัน และเส้นทางกว้างๆ ของการผลิตเซลล์เม็ดเลือด เป็นภาพรวมเชิงโครงสร้างและชีววิทยาของเซลล์ ไม่ครอบคลุมการวินิจฉัยหรือการรักษาความผิดปกติของไขกระดูก หรือการปฏิบัติในการปลูกถ่าย
Core questions
- ไขกระดูกมีการจัดระเบียบทางเนื้อเยื่อวิทยาอย่างไร?
- เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดคืออะไร และนิยามอย่างไร?
- สภาพแวดล้อมจุลภาคของไขกระดูก (แหล่งอาศัย) ควบคุมเซลล์ต้นกำเนิดอย่างไร?
- เซลล์เม็ดเลือดสายพันธุ์ต่างๆ เกิดขึ้นจากเซลล์ตั้งต้นร่วมกันได้อย่างไร?
Key concepts
- การสร้างตัวเองขึ้นใหม่และความสามารถหลายศักยภาพของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด
- แหล่งอาศัยของเซลล์สโตรมา/หลอดเลือด
- ภาวะสงบนิ่งและการกระตุ้นของเซลล์ต้นกำเนิด
- หลอดเลือดไซนูซอยด์และการปล่อยเซลล์เข้าสู่กระแสเลือด
- ลำดับชั้นของการพัฒนาเซลล์ไมอีลอยด์และลิมฟอยด์
- ไขกระดูกแดง (มีกิจกรรม) เทียบกับไขกระดูกเหลือง (มีไขมัน)
Mechanisms
ไขกระดูกเป็นที่อยู่ของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดภายในแหล่งอาศัยที่ประกอบด้วยเซลล์สโตรมา หลอดเลือด และเมทริกซ์ ซึ่งควบคุมว่าเซลล์เหล่านี้จะคงสภาพสงบนิ่งหรือเพิ่มจำนวน เซลล์ต้นกำเนิดเหล่านี้สามารถสร้างตัวเองขึ้นใหม่และให้กำเนิดเซลล์ต้นกำเนิดที่จำเพาะมากขึ้นเรื่อยๆ ในสายพันธุ์เม็ดเลือดแดง เม็ดเลือดขาวชนิดไมอีลอยด์ และเม็ดเลือดขาวชนิดลิมฟอยด์ ซึ่งเป็นลำดับชั้นที่พัฒนาไปเรื่อยๆ ตามที่ Orkin และ Zon ได้ทบทวนไว้ เซลล์มนุษย์เดี่ยวที่มีความสามารถในการปลูกถ่ายและสร้างเซลล์เม็ดเลือดได้หลายสายพันธุ์ในระยะยาว ได้รับการแยกออกมาแล้ว ซึ่งยืนยันว่าเซลล์ต้นกำเนิดเป็นหน่วยที่แยกจากกัน และงานวิจัยการติดตามสายพันธุ์แสดงให้เห็นว่าเซลล์ต้นกำเนิดส่วนใหญ่จะสงบนิ่งอย่างมาก แต่สามารถเปลี่ยนไปแบ่งตัวอย่างกระตือรือร้นได้ในภาวะเครียด เซลล์ที่เจริญเต็มที่แล้วจะออกจากไขกระดูกผ่านหลอดเลือดไซนูซอยด์ที่มีผนังบางเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต
Clinical relevance
สถาปัตยกรรมของไขกระดูกและแนวคิดของเซลล์ต้นกำเนิดเป็นพื้นฐานในการตีความผลการดูดไขกระดูกและการตรวจชิ้นเนื้อไขกระดูก รวมถึงเหตุผลในการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด ในฐานะหัวข้ออ้างอิง หัวข้อนี้อธิบายโครงสร้างไขกระดูกปกติและชีววิทยาของการสร้างเซลล์เม็ดเลือด ไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล
History
แนวคิดที่ว่าเซลล์มัลติโพเทนต์เพียงเซลล์เดียวสามารถสร้างเซลล์เม็ดเลือดได้ทุกสายพันธุ์นั้นพัฒนามาจากการปลูกถ่ายและการทดลองสร้างโคโลนีในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 และพัฒนาไปสู่แนวคิดเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดสมัยใหม่ การแยกเซลล์ต้นกำเนิดมนุษย์เดี่ยวที่มีความสามารถในการสร้างเซลล์เม็ดเลือดได้หลายสายพันธุ์ในระยะยาว และการแสดงให้เห็นถึงภาวะสงบนิ่งของเซลล์ต้นกำเนิดที่ผันกลับได้ ได้ปรับปรุงภาพนี้ให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ในขณะที่การรับรู้ถึงแหล่งอาศัยของไขกระดูกที่มีบทบาทในการควบคุม ได้ปรับเปลี่ยนมุมมองของการสร้างเม็ดเลือดให้เป็นคุณสมบัติของเซลล์ในสภาพแวดล้อมจุลภาคของพวกมัน
Debates
- การสร้างเม็ดเลือดมีลำดับชั้นมากน้อยเพียงใด?
- แนวคิดลำดับชั้นแบบดั้งเดิมที่เริ่มต้นจากเซลล์ต้นกำเนิดเดี่ยวผ่านเซลล์ต้นกำเนิดขั้นกลางที่ตายตัว ได้ถูกตั้งคำถามโดยการศึกษาเซลล์เดี่ยวที่ชี้ให้เห็นถึงการพัฒนาที่ต่อเนื่องและหลากหลายมากขึ้น และโครงสร้างที่แท้จริงของลำดับชั้นยังคงอยู่ภายใต้การอภิปราย
Key figures
- Stuart Orkin
- Sean Morrison
- David Scadden
- John Dick
- Andreas Trumpp
Related topics
Seminal works
- orkin-zon-2008
- notta-2011
- morrison-scadden-2014
Frequently asked questions
- เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดคืออะไร?
- เป็นเซลล์ไขกระดูกที่หายากซึ่งสามารถสร้างตัวเองขึ้นใหม่และให้กำเนิดเซลล์เม็ดเลือดได้ทุกสายพันธุ์ เซลล์มนุษย์เดี่ยวดังกล่าวได้รับการแยกออกมาและแสดงให้เห็นว่าสามารถฟื้นฟูการสร้างเม็ดเลือดได้หลายสายพันธุ์ในระยะยาว
- แหล่งอาศัยของไขกระดูกคืออะไร?
- แหล่งอาศัยคือสภาพแวดล้อมจุลภาคเฉพาะที่ประกอบด้วยเซลล์สโตรมา หลอดเลือด และสัญญาณต่างๆ ที่ล้อมรอบเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดและควบคุมว่าเซลล์เหล่านี้จะคงสภาพสงบนิ่งหรือแบ่งตัว