该课题首先通过分离培养基质细胞,采用电镜、原位杂交和FACS等技术,比较了构成胎肝和骨髓造血微环境之基质细胞的形态演化和在不同接种密度下的增殖动力学,并研究了胎肝基质细胞的体内分布、发育及其与造血细胞之间的关系,此外还进一步确定了基质细胞的造血支持功能与胎肝发育的相关性.研究方法:该实验采用BALB/c小鼠作为实验动物,分三个部分对以上问题进行研究.(1)采用组织块贴壁法获得胎肝基质细胞(FL SCs),并用骨髓全细胞培养法得到骨髓基质细胞(BM SCs);利用光镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对FL SCs和BM SCs的生长、超微形态结构以及细胞连接进行了观察,并且描述了两种基质细胞在体外长期培养中发生的细胞形态的动态演化以及衰老死亡.我们进一步探讨了不同接种密度下两种基质细胞的增殖动力学.(2)应用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察了体内和体外培养下不同造血基质细胞和不同造血细胞之间的组织学关系,并研究了随着胎肝的发育,其造血细胞和基质细胞所发生的变化,然后通过原位杂交的方法检测了两个基质细胞特异性表达并对造血活动有重要影响的基因:Jagged-1和SDF-1在胎肝和骨髓基质细胞中的表达,比较了它们的表达差异.(3)分离培养不同发育阶段的造血基质细胞,分别取妊娠12.5天(E12.5)、E15.5、E18.5的FL SCs和成年鼠BM SCs,用丝裂霉素C处理培养第3代处于对数生长期的基质细胞,分别建成饲养层细胞,将人脐血细胞中的非粘附单个核细胞部分与不同基质细胞进行共培养,在不同的时间点检测脐血细胞的数量密度并用流式细胞仪检测细胞谱系特异性分化抗原的表达情况,比较不同基质细胞对脐血总量、干/祖细胞部分和淋巴细胞部分的支持能力差异.结论:胎肝和骨髓分别是小鼠胚胎时期和成年期的主要造血器官,该实验比较系统地研究了胎肝和骨髓基质细胞的体外生长、体内发育及其功能的发育变化,结果表明,FL SCs比BM SCs含有较多的巨噬细胞,增殖速度比BM SCs高,但可持续传代能力不如BM SC,二者在体外重复传代后都会出现老化凋亡现象;实验以胎肝作为基质细胞的发育模型,可见基质细胞存在着发生—高峰—衰退的过程,胎肝巨噬细胞和上皮细胞都有多种造血支持功能,其中胎肝中巨噬细胞对淋巴细胞具有直接支持作用的结果目前尚未见相关报道.这种支持作用可能是部分通过jagged-1实现的,Jagged-1主要表达于胎肝巨噬细胞中;而SDF-1的表达较广,不但在巨噬细胞中有表达,而且在一些小细胞中也有表达.论文同时采用不同发育阶段的FL SCs和BM SCs共培养人脐血单个核细胞,系统的讨论了不同发育阶段的基质细胞在支持造血能力上的发育变化,这一类型的系统工作亦不多见.实验证明,E15.5FL SCs造血支持能力最强,其支持培养的人脐血单个核细胞无论是在单个核细胞扩增总数还是CD34+CD38-造血干/祖细胞的扩增都明显优于其它时期的FL SCs和成年鼠BM SCs;但CD19+细胞在BM SCs条件中的维持要好于其它基质细胞条件.