巨核细胞的形态学

巨核细胞祖细胞在形态学上与其他血细胞无明显差异,特别是与早期血细胞较难区分。丧失了增殖能力的巨核细胞在早期也难以鉴别。随着细胞成熟,巨核细胞的特征逐渐明显,因此可通过光学显微镜观察细胞化学性质以及分化抗原的识别而加以鉴别。

瑞氏染色下骨髓巨核细胞的形态特征

一、原始巨核细胞

这是形态学上能识别的最早期的巨核细胞,巨核细胞群体中占5%~10%。倍体数主要为8N,少数为4N,胞体直径16~40μm,较其他系的原始阶段细胞体积大。细胞膜边缘不甚规则,呈皱褶状突起。细胞核较大,呈圆形或类圆形,可有凹陷,常偏位,染色质较粗糙,呈粗粒状或细网状排列。可见1~3个不规则天蓝色核仁。胞质量少,呈嗜碱性深蓝色,着色不均,不透明,无颗粒或有少数细小颗粒。

二、幼稚巨核细胞(嗜碱巨核细胞)

在骨髓巨核细胞群体中占10%~25%。胞体增大,直径20~70μm,8N~32N。核形不规则,常见深的楔形凹陷或分叶状,但叶柄短。核染色质粗糙,紫红色,可见核仁。胞质量较原巨核细胞多,深蓝色,但嗜碱性减弱,近核周区出现淡染,嗜天青颗粒明显增多,开始释放血小板。

三、颗粒型巨核细胞(成熟不产血小板型巨核细胞)

占骨髓巨核细胞50%~60%。胞体大,直径可达100μm,倍体32N~64N或更高128N。核形不规则或分叶状,可互相重叠。核染色质凝聚,呈索状排列,无核仁。胞质量多,含弥散的微细紫红色颗粒,排列紧密,周围胞质颗粒有丛聚趋势,释放血小板。

四、产血小板型巨核细胞

占骨髓巨核细胞的10%~20%。胞体大小与颗粒型巨核细胞相似,外形不规则,倍体32N~128N。胞核大且形态不规则,分叶,核染色质浓聚,呈暗紫红色。胞质量多,呈紫红色或淡紫色,细小颗粒有聚集成簇倾向。胞质边缘有血小板形成以及脱落的血小板,是主要的产板细胞。

五、裸核型巨核细胞

胞质完全脱落后残留的胞核,核固缩或肿胀或分裂,染红色,周围可见有脱落的胞质或血小板。此型巨核细胞为成熟的末端细胞,最终被巨噬细胞吞噬。

六、变性巨核细胞

骨髓中染色有时会观察到变性巨核细胞,其胞体大小不等,外形不规则,胞质可有空泡,染色较淡,胞核大,可分叶,染色质染色较淡。

巨核细胞的分化抗原

巨核细胞的祖细胞阶段既表达造血祖细胞的某些共同抗原,如CD34抗原以及HLA- DR抗原,同时出现巨核细胞的特异抗原,如血小板糖蛋白。CD34以及HLA- DR抗原表达持续到2 N和4 N后逐渐消失。分化抗原的表达持续到血小板形成,其含量则随巨核细胞的分化成熟而不断增加。

1. GPⅢa(CD61):是最早表达的糖蛋白,是单链表面膜糖蛋白。在巨核细胞祖细胞的发育过程中由CD34+GPⅢa-分化为CD34+GPⅢa+,最终成熟为CD34-GPⅢa+

2. GPⅡb(CD41):由两个亚单位即Ⅱb(α和β)组成,分子量分别为132kDa和32kDa。GPⅡb/ GPⅢa为异二聚体穿膜复合物,分子量分别为142kDa和95kDa。其基因定位于人类17号染色体长臂的同一区域。GPⅡb/GPⅢa复合物分布于血小板表面结合管系统、α-颗粒膜和巨核细胞的浆膜以及分界膜系统。

3. GPⅠb:GPⅠb由GPⅠbα和GPⅠbβ两条链组成,分子量分别为143kD和22kD,是跨膜蛋白。与GPⅨ,可能还有GPⅤ组成复合物。是vWF的受体,表达于幼稚巨核细胞和成熟巨核细胞的浆膜、分界膜、内质网膜和α颗粒膜上。

4. GPⅨ:是单链小分子糖蛋白,分子量为17kDa。是vWF受体的亚单位,以1:1的比例与GPⅠb结合。GPⅠb- GPⅤ- GPⅨ介导血小板对损伤血管内皮下层的黏附。

5. GPⅤ:是一个富含亮氨酸的单链糖蛋白,分子量为82kDa,是凝血酶的底物。特异性地表达于巨核细胞上,随着巨核细胞的成熟,表达增强。

6.其他GPs:

  1. GPⅠa:分子量167kDa,参与胶原作用。
  2. GPⅠa-Ⅱa(CD49b/CD29):分子量138kDa,是胶原受体。
  3. GPⅠc-Ⅱa(CD49e/CD29):是纤连蛋白受体。
  4. GPⅠc-Ⅱa(CD49f/CD29):是层粘连蛋白受体。
  5. αγβ3(CD51/CD61):是玻连蛋白受体。

7. PF4:储存在α-颗粒中,可作为巨核细胞分化成熟和血小板活化的一种标志物。其从血小板α-颗粒释放后,与内皮细胞表面的糖胺聚糖结合,并中和这些肝素样分子的抗凝活性。PF4对中性粒细胞和单核细胞有趋化作用和血小板聚集作用,还参与造血调节,对造血干/祖细胞有保护作用。

8.β-血小板球蛋白(β- TG):亦储存在α-颗粒中。

9.血小板反应蛋白:是α-颗粒的主要成分,血小板活化后被分泌至浆膜,其功能是稳定血小板。血小板反应蛋白还存在于其他细胞上,如培养的内皮细胞。

10.纤连蛋白:存在于α-颗粒中,血小板受刺激被活化时被释放。

11.血小板衍生生长因子(PDGF):存在于α-颗粒中,但其他细胞也能合成。PDGF是结缔组织的主要丝裂原,还调节红细胞系和巨核细胞系造血。它是巨核细胞发育的自刺激因子,可促进造血干细胞向巨核细胞的定向分化。

12.黏附分子:巨核细胞还表达许多黏附分子,如整合素家族、选择素家族,都属于免疫球蛋白超家族。

13.黏多糖或糖胺聚糖:巨核细胞合成这些大分子糖类,对细胞在骨髓基质中移动发挥作用,还调节蛋白包装于颗粒,以及分界膜系统的发育和血小板的产生、参与血小板的黏附和血小板-血管壁的排斥反应。

14. Fas- L:血小板可表达并释放Fas- L,激活的血小板在Fas/Fas- L介导的凋亡中可能起重要作用。

巨核细胞的细胞化学性质

巨核细胞含有丰富的酶类,如酸性磷酸酶(ACP)、酸性酯酶(ANAE),非特异性酯酶(NAE)。呈弥散性分布,对氟化钠不敏感。巨核细胞和血小板还含有其特异性的标志酶,即血小板过氧化物酶(PPO),它出现于2N倍体前原始细胞中,持续存在于终末成熟阶段,血小板中含量尤为丰富。小鼠巨核细胞含乙酰胆碱酯酶,此酶是小鼠巨核细胞的特异性酶,其细胞化学染色为目前鉴别小鼠巨核细胞的主要指标。人巨核细胞不含乙酰胆碱酯酶。巨核细胞还含有丰富的糖类物质,如糖原及黏多糖,各阶段巨核细胞的过碘酸-希夫染色均为强阳性。病理状态下,各种糖基酶含量可能发生变化。

巨核细胞的多倍体现象

巨核细胞是哺乳动物体细胞中唯一进行核内复制并形成多倍体的细胞。实验表明,正常巨核细胞以2n速度进行核内复制。骨髓中以16N巨核细胞为主,其次是8N和32N,4N、64N以及128N巨核细胞较少,很少测出2N骨髓巨核细胞。一般说来,8N巨核细胞开始产血小板,产血小板最多的是16N和32N巨核细胞。

巨核细胞的核内复制及多倍体现象的发生机制不明。因其主要特征是巨核细胞在停止有丝分裂后仍继续进行DNA复制,导致形成多倍体细胞。巨核细胞的细胞周期不同于其他正常的二倍体细胞的周期过程,而且无中间倍体数,如3N或6N倍体的出现,推测其细胞周期仍然是受严密调控的。现已明确两类或两个蛋白家族控制着哺乳动物细胞周期,即细胞周期蛋白依赖激酶(CDK)和细胞周期蛋白(cyclin)。关于CDK和cyclin在巨核细胞内有丝分裂中的确切作用目前不清。有丝分裂必须被取消以便保持在单个核中增加DNA含量。

Cyclin B是参与调控细胞从G2期进入M期的蛋白因子,研究证明cyclinB基因的稳定突变的持久存在导致巨核细胞有丝分裂受阻。人骨髓巨核细胞在核内有丝分裂多倍体化的过程中,cyclinB1相关H1组蛋白激酶活性和CDK2的表达不是降低而是增加的,流产与分裂中期的核内有丝分裂是不完全的有丝分裂,同时出现球形纺锤体、染色单体分离和移动受限、没有胞体分裂。这些变化可能与有丝分裂通道或出口调控变化有关。巨核细胞多倍体化机制目前尚无定论,尚需进一步研究阐明。

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