骨髓结构与造血功能

骨髓是填充骨骼腔的软组织，也是出生后血液细胞形成的主要场所。在基质细胞、窦状血管和细胞外基质的网状结构中，造血干细胞通过造血过程产生所有红系、髓系和淋巴系的血细胞。

Definition

骨髓是骨腔内的造血和基质组织，其中造血干细胞在特化微环境的支持下增殖并分化为血液的细胞成分。

Scope

本主题涵盖骨髓的组织学结构、造血干细胞及其微环境（生态位）的概念，以及血细胞生成的大致途径。这是一个结构和细胞生物学概述；不包括骨髓疾病的诊断或治疗，也不涉及移植实践。

Core questions

• 骨髓在组织学上是如何组织的？
• 什么是造血干细胞，它是如何定义的？
• 骨髓微环境（生态位）如何调节干细胞？
• 血细胞谱系如何从共同祖细胞中产生？

Key concepts

• 造血干细胞的自我更新和多能性
• 基质/血管微环境（生态位）
• 干细胞静止和激活
• 窦状血管和细胞释放入血
• 髓系和淋巴系分化层级
• 红（活跃）骨髓与黄（脂肪）骨髓

Mechanisms

骨髓将造血干细胞安置在由基质细胞、血管和基质组成的微环境中，该微环境控制着它们是保持静止还是增殖。这些干细胞进行自我更新，并产生红系、髓系和淋巴系中逐渐定向的祖细胞，Orkin和Zon对这一不断演变的层级进行了综述。已前瞻性分离出具有长期多系植入能力的人类单细胞，证实了干细胞是一个独立的实体，谱系追踪研究表明，大多数干细胞处于深度静止状态，但在应激时可以可逆地转变为活跃分裂。成熟细胞通过薄壁骨髓窦进入循环系统。

Clinical relevance

骨髓结构和干细胞概念是解释骨髓穿刺和活检以及造血移植原理的基础。作为一个参考主题，它描述了正常的骨髓结构和血细胞形成的生物学；它不作为个体诊断或治疗的依据。

History

单一多能细胞维持所有血细胞谱系的想法源于20世纪中叶的移植和集落形成实验，并发展成为现代造血干细胞概念。具有持久多系产出的单个人类干细胞的前瞻性分离以及可逆干细胞休眠的证明完善了这一图景，而对调节性骨髓微环境的认识则将造血功能重新定义为细胞在其微环境中的一种特性。

Debates

造血功能的分层程度如何？

经典的从单个干细胞通过固定中间祖细胞的逐步树状模型受到了单细胞研究的质疑，这些研究表明分化更为连续和异质，其确切的层级结构仍在讨论中。

Key figures

• Stuart Orkin
• Sean Morrison
• David Scadden
• John Dick
• Andreas Trumpp

Seminal works

• orkin-zon-2008
• notta-2011
• morrison-scadden-2014

Frequently asked questions

什么是造血干细胞？

它是一种稀有的骨髓细胞，既能自我更新，又能产生所有血细胞谱系；已分离出此类人类单细胞，并证明它们能够重建长期、多系的血液形成。

什么是骨髓微环境（生态位）？

微环境是围绕造血干细胞的基质细胞、血管和信号的局部微环境，它调节干细胞是保持静止还是分裂。