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造血幹細胞、祖細胞階層與轉錄調控

科目:臨床血液學與血庫學|題數:6
造血幹細胞、祖細胞階層與轉錄調控
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建立於 2026年10月29日

學習重點 造血幹細胞(HSC)具有自我更新與多潛能分化兩大特性,主要位於骨髓,周邊血與臍帶血中也可找到少量;免疫表型常以 CD34+CD38− 表示。 造血呈階層式分化:HSC → 多能骨髓前驅細胞 CFU-GEMM(髓系)或共同淋巴前驅細胞 CLP(淋巴系) → 各系列前驅細胞 → 成熟血球。 CFU-GEMM 是 BFU-E、CFU-E、CFU-GM 等髓系前驅細胞的共同上游,可產生紅血球、顆粒球、單核球及血小板,但不產生淋巴球。 轉錄因子決定血球譜系走向:PAX5 → B 細胞;GATA-3 → T 細胞;C/EBPα → 嗜鹼性球(而非肥大細胞);PU.1 與 Egr-1 → 單核球/巨噬細胞;GATA-1 → 嗜酸性球、紅血球、巨核細胞。 一個幹細胞經 20 次分裂約可產生 10⁶ 顆成熟血球。 核心觀念 一、造血幹細胞的分布與生物特性 造血幹細胞(hematopoietic stem cell, HSC)在成人主要存在於骨髓;胎兒期則見於卵黃囊、肝臟等造血部位。健康成人的周邊血中也有少量幹細胞,經生長因子(如 G-CSF)動員後數量會明顯增加,這正是周邊血幹細胞移植的基礎;臍帶血也是幹細胞的來源。因此「周邊血不可能找到幹細胞」是錯誤的說法。 HSC 的主要特性: 多潛能(pluripotent/multipotent):能生成髓系(紅血球、顆粒球、單核球、血小板)與淋巴系(B、T、NK 細胞)等不同細胞系列。 自我更新(self-renewal):分裂後有部分子細胞維持幹細胞性質,使幹細胞庫不會耗竭;在健康穩定狀態下,可使骨髓細胞數量維持恆定。 免疫表型:以流式細胞儀檢測,HSC 為 CD34+CD38− 的細胞;CD34+CD38+ 則多屬已開始分化的前驅細胞。 數量少、多處於靜止期,但具有極大的增殖潛力。 二、幹細胞的增殖潛力 以每次分裂細胞數倍增估算,一個幹細胞分裂 20 次可得 2²⁰=1,048,576,約 10⁶(一百萬)顆成熟血球。記住「20 次分裂 → 10⁶」這組對應即可作答;10²、10⁴ 數量級過小,10⁸ 則過大。 三、造血前驅細胞的分化階層 HSC 先分為兩大支:髓系由多能骨髓前驅細胞 CFU-GEMM(又稱 common myeloid progenitor, CMP)負責;淋巴系由 CLP(common lymphoid progenitor)負責,再分化成 B、T、NK 細胞。所以淋巴球不經由 CFU-GEMM 產生。 CFU-GEMM 的名稱即代表其分化範圍:Granulocyte(顆粒球)、Erythrocyte(紅血球)、Monocyte(單核球)、Megakaryocyte(巨核細胞 → 血小板)。 細胞階層位置分化方向 HSC最上游所有血球系列(髓系+淋巴系),具自我更新 CFU-GEMM髓系共同祖細胞紅血球、顆粒球、單核球、血小板;不含淋巴球 CLP淋巴系共同祖細胞B、T、NK 細胞 BFU-ECFU-GEMM 下游,紅血球系較早期分化為 CFU-E CFU-EBFU-E 下游,紅血球系較晚期原紅血球 → 成熟紅血球(對紅血球生成素 EPO 最敏感) CFU-GMCFU-GEMM 下游分為 CFU-G(嗜中性球)與 CFU-M(單核球/巨噬細胞) CFU-Eo、CFU-BasoCFU-GEMM 下游分別形成嗜酸性球、嗜鹼性球 CFU-Meg(BFU-Meg)CFU-GEMM 下游巨核細胞 → 血小板 判斷「共同前驅細胞」的原則:找出能涵蓋所有選項系列、位置最上游的細胞。 BFU-E、CFU-E、CFU-GM 三者的共同前驅細胞是 CFU-GEMM。 血小板與嗜中性球的共同先驅者是 CFU-GEMM:CFU-GM 只能產生嗜中性球與單核球,不產生血小板;BFU-E 只走紅血球系;CFU-Eo 只走嗜酸性球系。 四、轉錄因子與血球譜系的導引 前驅細胞走向哪一系列,取決於特定轉錄因子的表現與彼此間的平衡。常考的配對如下: 轉錄因子導引方向易混淆處 PAX5導引 CLP 走向 B 淋巴球,並維持 B 細胞身份B 細胞的代表性轉錄因子 GATA-3導引 CLP 走向 T 淋巴球(並與 Th2 分化相關)不是導向嗜酸性球 C/EBPα髓系/顆粒球分化;在嗜鹼性球-肥大細胞前驅細胞中,導引走向嗜鹼性球不是導向肥大細胞;肥大細胞與 GATA-2、MITF 相關 PU.1、Egr-1導引髓系前驅細胞走向單核球/巨噬細胞不是導引淋巴前驅細胞分化 GATA-1紅血球、巨核細胞、嗜酸性球(嗜酸性球並與 C/EBP 家族相關)導向嗜酸性球的是 GATA-1,不是 GATA-3 GATA-2早期造血幹/前驅細胞維持、肥大細胞分化與 GATA-1、GATA-3 功能不同 常考陷阱 「周邊血不可能找到幹細胞」是錯的。周邊血有少量幹細胞,動員後可大量收集,臍帶血亦含幹細胞。 HSC 的表型是 CD34+CD38−,這個敘述正確;別把它和 CD38+ 搞混。 「自我更新使骨髓細胞在穩定狀態維持不變」是正確敘述,不要因為「維持不變」字眼而誤判。 CFU-GEMM 不產生淋巴球。選項中紅血球、中性球、血小板都屬 GEMM 範圍,淋巴球來自 CLP。 BFU-E 與 CFU-E 是上下游關係(BFU-E → CFU-E),都不是其他系列的共同前驅。 CFU-GM 不產生血小板,因此不是血小板與嗜中性球的共同先驅;答案是 CFU-GEMM。 轉錄因子的錯誤配對:C/EBPα → 肥大細胞(錯,應為嗜鹼性球);PU.1+Egr-1 → 淋巴前驅細胞(錯,應為單核球/巨噬細胞);GATA-3 → 嗜酸性球(錯,GATA-3 導向 T 細胞,嗜酸性球是 GATA-1)。只有 PAX5 → B 細胞是正確配對。 數量級題:20 次分裂約 10⁶,勿選 10⁸。 記憶口訣 GEMM=顆紅單巨,獨缺淋巴。 先 BFU 後 CFU:B 爆式較早,C 集落較晚。 「PAX 五(5)B」、「GATA 三(3)T」、「GATA 一(1)嗜酸紅」;C/EBPα 鹼不肥;PU.1 加 Egr-1 變巨噬。 二十次分裂,一百萬顆(10⁶)。

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  1. 14.一個血球幹細胞經過20次分裂後,一般可以產生約多少顆成熟血球? (A)102 (B)104 (C)106 (D)108
  2. 9 下列關於造血幹細胞的敘述,何者錯誤? (A)多潛能,能夠生成不同的細胞系列 (B)由免疫檢測得知為 CD34+CD38-之細...
  3. 22 CFU-GEMM 細胞不會分裂分化成熟成為下列何種血球? (A)紅血球 (B)淋巴球 (C)中性球 (D)血小板
  4. 20.下列各造血系列細胞中,何者為其他三者的前驅細胞? (A)BFUE(B)CFUE(C)CFUGEMM(D)CFUGM
  5. 65 下列何者是血小板與嗜中性球的共同先驅者? (A) CFU-GEMM (B) CFU-EO (C) BFU-E (D) CFU-GM
  6. 21.血球分化受到許多重要轉錄因子(transcription factor)的調控,下列敘述何者正確? (A)C/EBPα導引basophil-mast cell prog...