3 不同来源的造血细胞体外扩增能力的异质性
文献报告的造血细胞体外扩增研究结果常存在较大的差异。即使是在同样的细胞因子组合使用条件下，细胞的扩增能力和移植能力方面仍有很大差别。出现此种现象的原因除培养条件等因素外，所培养造血干/祖细胞的来源不同可能也是其重要原因之一。从人胎肝、脐血和成人骨髓分离CD34+CD38-和CD34+CD38+造血祖细胞亚群，并对其生长特性、细胞因子需要及对细胞因子的效应作比较分析[15]的结果发现：①成人骨髓CD34+细胞中CD38-细胞的比例明显低于胎肝和脐血；②成人骨髓中CD34+CD38-和CD34+CD38+细胞亚群之间在功能上的差别明显大于胎肝和脐血；③这些造血祖细胞对细胞因子的效应和它们在个体发生学上有年龄之间存在负相关关系，而对细胞因子的需要与个体的年龄之间则为正相关关系；④在经典的半固体培养体系中，只有在发生学上最早的细胞即胎肝细胞可自发产生克隆，脐血和成人骨髓均不能见到；⑤干扰素-γ（IFN-γ）和巨噬细胞炎症蛋白-1α(MIP-1α)对这些细胞调节作用的程度也取决于不同来源祖细胞在个体发生上的年龄差异：IFN-γ仅选择性地抑制成人骨髓的CD34+CD38-细胞亚群，但可同等程度地抑制胎肝和脐血的CD34+CD38-和CD34+CD38+细胞；对成人骨髓有作用的MIP-α，对胎肝和脐血造血祖细胞却不存在任何刺激或抑制的作用。上述结果证实胎肝、脐血和成人骨髓的造血干/祖细胞之间在功能和生物学特性上存在重要的差异，提示我们在进行造血细胞体外扩增时要充分考虑细胞来源的因素，且进一步明确它们之间的差别，对有目的地进行体外扩增、确定干细胞移植策略及成功地进行基因转染均有重要的意义。
对人骨髓、脐血和外周血CD34+细胞在适当的细胞因子刺激条件下的体外扩增能力进行研究的结果表明，不同来源的CD34+细胞均可获得明显的体外扩增[16]，但也有报道认为经动员后的外周血CD34+细胞中虽含有较骨髓更多的LTC-IC，但其体外扩增能力很有限[17]。所用的动员方案是给予肿瘤患者大剂量环磷酰胺后再给予G-CSF、GM-CSF、IL-3、PIXY321其中一种，或者这些因子合用作为动员剂。经测定动员后的外周血CD34+细胞在体外扩增后产生祖细胞、CD34+细胞和LTC-IC的能力，并与骨髓和脐血CD34+细胞在同样下扩增后的细胞相比较，结果表明，虽然形成克隆的祖细胞数和CD34+细胞数均可增多，但LTC-IC仅为未培养细胞的50%，也明显低于扩增培养后的骨髓和脐血细胞[17]。
另一项研究结果表明，外周血CD34+细胞存在细胞因子高反应和低反应两种细胞群[18]。在多种细胞因子存在条件下体外扩增培养8天的外周血CD34+细胞，经荧光染料CFDA-SE（5，6-carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester）和流式细胞仪筛选出低频率分裂（≤5次）细胞（即CFDA-SEbright细胞）和高频率分裂（＞5次）细胞（CFDA-SEdim细胞）。对两种细胞表面标志的分析表明，CFDA-SEbright细胞的表面抗原表达与新鲜分离的CD34+细胞相似，而CFDA-SEdim细胞则显示下调CD34抗原表达并获得分化标志，同时CFDA-Sebright部分较新分离的CD34+细胞和CFDA-SEdim细胞明显富集CD105（endoglin）阳性造血祖细胞。功能研究提示CFDA-SEbright细胞的克隆形成能力分别较新鲜分离的CD34+细胞和CFDA-SEdim细胞高3倍和10倍，此部分细胞含有绝大多数LTC-IC，比新鲜分离的CD34+细胞高2.8倍。RT-PCR和Western blot分析显示CFDA-Sebright细胞具有明显高的bcl-2RNA和蛋白水平，提示这些细胞因子低反应的循环CD34+细胞代表功能、表型、及分子水平上具有原始造血细胞前体生物学特征的多能干/祖细胞群体。
随着造血细胞体外扩增技术逐渐过渡到临床实验阶段，不同个体间骨髓细胞扩增能力是否存在差异的问题也开始受到重视。对小鼠的研究已经显示在不同的近交系之间，骨髓细胞长期体外培养的持续时间有很大的变化，其造血干细胞的短期和长期造血重建能力也明显不同[9]，而且利用不同鼠株间骨髓LTC-IC的差别已开始克隆影响干细胞生物学行为的相关基因[20]。进一步了解这些差异的生物学基础，可能有利于阐明造血干细胞在基因水平的调节机制[21]。
对人类不同个体间骨髓细胞体外扩增能力的研究报告尚少。Koller等[22]研究了52例正常供者骨髓CD34+细胞的体外扩增能力，结果显示相同数量的CD34+Lin-细胞经同样条件的扩增培养后，收获细胞的数量差别很大，其中细胞总数的变异系数（CV）为69%，GM-CFU数的CV值达90%。在有预先培养的基质细胞层存在时，这种差异可明显缩小，细胞总数和CFU-GM的CV值分别降至41%和54%。并且在基质细胞存在的条件下，不同供者的CD34+细胞显示广泛的基质依赖的进一步扩增，细胞总数增加1.2~14倍（平均3.5倍），CFU-GM数值加1.7~24倍（平均6.5倍），而改变可溶性细胞因子组合仅能够改变细胞的扩增水平，却并不能缩小不同供者间的差异。含有同样数量CD34+Lin-细胞的骨髓单个核细胞的培养，可获得数量最多且最一致的细胞总数和CFU-GM量，其CV值分别是17%和46%，这可能是由于骨髓单个核细胞可提供包括内源性基质细胞在内的辅助细胞环境所致。此研究结果对设计造血细胞培养扩增的临床实验和认识人类造血干细胞生物学行为的多样性，具有重要的指导意义。
对正常供者的特征如年龄、性别、体重和身高等与细胞功能的关系进行了分析，未发现有相关关系[22]。因此认为所观察到的不同供者CD34+细胞体外扩增能力的差别可能也是由于基因的多样性或其他由供者决定的变异性所致。如果这些人类细胞扩增能力的差别至少部分是由基因变异引起，那么克隆小鼠造血干细胞生物学行为相
