骨髓

Bone Marrow

安迪·麦克拉农,英国伯明翰大学

骨髓位于骨髓腔内,即骨骼的中心。骨髓是循环血细胞的生成场所,这一过程称为造血 。在人类生命早期,造血发生在许多骨骼中,但随着发育,造血逐渐集中在扁平骨上,到青春期时,血液主要在胸骨  椎骨  髂骨肋骨中生成。由于存在红细胞,正在进行造血的骨髓呈红色,而未进行造血的骨髓则呈黄色。 红骨髓由海绵状网状结构内的长骨小梁(梁状结构)组成。该网状结构周围的空隙填充着脂肪细胞、基质成纤维细胞和血细胞前体。 图 1 显示了健康的骨髓活检图像。

Bone Marrow Figure 1.
图 1. 健康骨髓的苏木精-伊红染色图(来自 http://bonemarrowbiopsy.wordpress.com/normal-results/ )。苏木精将细胞核染成紫色,伊红将细胞质染成粉红色。白色斑块是储存在脂肪细胞中的脂肪。

在血细胞发育过程中,这些造血前体细胞从骨内膜下区域 (骨内表面)向中心区域迁移( 图 2 )。成熟的血细胞通过密集的血管窦网络排出。

Bone Marrow Figure 2.
图 2. 骨髓形态  改编自 Nagasawa Nat Rev Immunol. 2006 年 2 月;6(2):107-16。

造血过程中, 造血干细胞 ( HSC )分裂,其中一个子细胞留在骨髓中,继续更新 HSC 库。另一个子细胞将经历几个发育阶段(见图 4 ),最终成为成熟的血细胞,并离开骨髓进入血液循环。

Bone Marrow Figure 4.
图 4. 骨髓造血和组织生成模型。 造血干细胞(HSC)是具有自我更新能力的干细胞,可以分化成任何类型的血细胞。多能祖细胞(MPP)也具有分化成任何细胞类型的潜能,但不能持续分裂,因此必须通过 HSC 的分化进行更新。共同淋巴祖细胞(CLP)分化成淋巴细胞类型,而共同髓系祖细胞(CMP)则通过粒细胞-巨噬细胞祖细胞(GMP)或巨核细胞-红细胞祖细胞(MKEP)分化成髓系细胞类型。改编自 Yin, Li ,《临床研究杂志》, 2006 年 5 月;116(5):1195-201。

间充质干细胞(MSC) 存在于骨髓腔中,可分化为多种基质细胞谱系,如软骨细胞 (软骨生成)、 成骨细胞 (骨形成)、 脂肪细胞 (脂肪组织)、 肌细胞 (肌肉)、 内皮细胞成纤维细胞 

活化的、经历过抗原的 B 细胞离开骨髓并进一步发育后,分化为浆细胞,浆细胞返回并定植于骨髓腔内。

骨髓的结构及其内部所有细胞,连同它们分泌的细胞因子和细胞表面受体,共同构成了一个复杂的微环境。维持这一微环境对于促进造血、细胞发育和预防血液系统疾病至关重要。

骨髓疾病

白血病是骨髓的恶性疾病,发生在造血发育过程中,可以是急性或慢性淋巴细胞白血病 ( ALL/CLL )中的淋巴系( 图 3 );也可以是急性慢性髓系白血病 ( AML/CML 中的髓系。

Bone Marrow Figure 3.
图 3. CLL 患者骨髓染色显示大量白血病细胞浸润(来自 http://bonemarrowbiopsy.wordpress.com )

骨髓增生性疾病与白血病相关,其特征是某种血细胞过度增殖,在某些情况下会发展为白血病。骨髓增生性疾病主要有三种类型: 原发性 血小板增多症  真性红细胞增多症骨髓纤维化 ,其中过度增殖的细胞类型分别为血小板、红细胞和成纤维细胞。

骨髓增生异常综合征 ( MDS )是一系列由一种或多种血细胞过度增殖引起的疾病。部分病例会转化为急性髓系白血病(AML)。 多发性骨髓瘤是一种浆细胞恶性肿瘤,会导致单一副蛋白过度生成。 再生障碍性贫血的特征是由于造血干细胞丢失和脂肪细胞替代而导致的造血功能减退。

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