Hematopoietik kök hücreler

Hematopoetik kök hücreler (HKH'ler), mezenkimal progenitör hücreler gibi çok yönlüdürler ve hücre hatlarını oluştururlar, bunların son elemanları kanın şekilli elemanlarını ve bağışıklık sisteminin bir dizi özelleşmiş doku hücresini oluştururlar.

Tüm kan hücrelerinin ortak bir öncüsünün varlığı hipotezi ve "kök hücre" teriminin kendisi A. Maksimov'a (1909) aittir. HSC'de hücresel kütlenin oluşma potansiyeli muazzamdır - kemik iliği kök hücreleri günlük olarak periferik kanın oluşturulmuş elemanlarını oluşturan 10 hücre üretir. Hematopoietik kök hücrelerin varlığı gerçeği, 1961'de kemik iliği kök hücrelerini yok eden ölümcül dozda radyoaktif ışınlama alan farelerde hematopoezin restorasyonu üzerine yapılan deneylerde belirlenmiştir. Singeneik kemik iliği hücrelerinin bu tür ölümcül ışınlanmış hayvanlara nakledilmesinden sonra, alıcıların dalaklarında kaynağı tek klon oluşturan öncü hücreler olan ayrı hematopoez odakları bulunmuştur.

Daha sonra hematopoietik kök hücrelerin kendini idame ettirme, ontogenez sürecinde hematopoezin işlevini sağlama yeteneği kanıtlandı. Embriyonik gelişim sürecinde HSC'ler, hematopoietik organların oluşum bölgelerine hareket etmeleri için gerekli olan yüksek göç aktivitesi ile ayırt edilirler. HSC'lerin bu özelliği ontogenezde de korunur - sürekli göçleri nedeniyle, immünokompetan hücre havuzunun kalıcı bir yenilenmesi meydana gelir. HSC'lerin göç etme, histohematik bariyerleri aşma, dokulara yerleşme ve klonojenik büyüme yeteneği, hematopoietik sistemin patolojisiyle ilişkili bir dizi hastalıkta kemik iliği hücrelerinin nakli için temel oluşturdu.

Tüm kök hücre kaynakları gibi, hematopoietik kök hücreler de nişlerinde (kemik iliği) çok küçük miktarlarda bulunur ve bu da izolasyonlarında bazı zorluklara neden olur. İmmünofenotipik olarak, insan HSC'leri kan dolaşımına göç edebilen ve bağışıklık sisteminin organlarını doldurabilen veya kemik iliği stromasını yeniden doldurabilen CD34+NK hücreleri olarak karakterize edilir. HSC'lerin kemik iliğinin en olgunlaşmamış hücreleri olmadığı, ancak uykuda fibroblast benzeri CD34-negatif hücreleri içeren öncüllerden kaynaklandığı açıkça anlaşılmalıdır. CD34 fenotipine sahip hücrelerin genel kan dolaşımına girebildiği ve burada fenotiplerini CD34+ olarak değiştirdikleri, ancak mikroçevrenin etkisi altında kemik iliğine ters göç ettiklerinde tekrar CD34-negatif kök hücre elemanları haline geldikleri belirlenmiştir. Dinlenme durumunda, CD34~ hücreleri stromanın parakrin düzenleyici sinyallerine (büyüme faktörleri, sitokinler) yanıt vermez. Ancak, hematopoez yoğunluğunun artmasını gerektiren durumlarda, CD34 fenotipli kök hücreler hem hematopoietik hem de mezenkimal progenitör hücreler oluşturarak farklılaşma sinyallerine yanıt verir. Hematopoez, HSC'lerin makrofajlar, retiküler endotel hücreleri, osteoblastlar, stromal fibroblastlar ve hücre dışı matrisin karmaşık bir ağı ile temsil edilen kemik iliği stromasının hücresel elemanlarıyla doğrudan teması yoluyla gerçekleşir. Kemik iliğinin stromal temeli, hematopoietik doku için sadece bir matris veya "iskelet" değildir; büyüme faktörleri, sitokinler ve kemokinlerin parakrin düzenleyici sinyalleri nedeniyle hematopoezin ince düzenlenmesini gerçekleştirir ve ayrıca kan hücrelerinin oluşumu için gerekli olan yapışkan etkileşimleri sağlar.

Böylece, sürekli yenilenen hematopoez sistemi, uzun vadeli kendi kendini idame ettirebilen polipotent (hematopoez açısından) bir hematopoietik kök hücreye dayanmaktadır. Taahhüt sürecinde, HSC'ler birincil farklılaşmaya uğrar ve sitomorfolojik ve immünofenotipik özelliklerde farklılık gösteren hücre klonları oluşturur. İlkel ve taahhüt edilmiş progenitör hücrelerin ardışık oluşumu, çeşitli hematopoietik hatların morfolojik olarak tanımlanabilir progenitör hücrelerinin oluşumuyla sona erer. Hematopoezin karmaşık çok aşamalı sürecinin sonraki aşamalarının sonucu, hücrelerin olgunlaşması ve olgunlaşmış elemanların periferik kana - eritrositler, lökositler, lenfositler ve trombositler - salınmasıdır.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Hematopoietik kök hücre kaynakları

Hematopoietik kök hücreler, büyük ölçüde kemik iliği naklinde klinik kullanımlarından dolayı en çok çalışılan kök hücre kaynağı olarak kabul edilir. İlk bakışta, bu hücreler hakkında oldukça fazla şey bilinmektedir. Bir dereceye kadar bu doğrudur, çünkü HSC'lerin ara ve olgun torunları en erişilebilir hücresel elemanlardır ve bunların her biri (eritrositler, lökositler, lenfositler, monositler/makrofajlar ve trombositler) ışıktan elektron mikroskobuna, biyokimyasal ve immünofenotipik özelliklerden PCR analiz yöntemleriyle tanımlamaya kadar her düzeyde dikkatlice incelenmiştir. Ancak, HSC'lerin morfolojik, ultrastrüktürel, biyokimyasal, immünofenotipik, biyofiziksel ve genomik parametrelerinin izlenmesi, hücre transplantolojisinin geliştirilmesi için çözümü gerekli olan birçok sorunlu konuya cevap sağlamamıştır. Hematopoetik kök hücrelerin uyku halindeyken stabil hale gelme mekanizmaları, aktif hale gelmeleri, simetrik veya asimetrik bölünme aşamasına geçmeleri ve en önemlisi eritrositler, lökositler, lenfositler ve trombositler gibi kanın fonksiyonel olarak farklı şekilli elemanlarının oluşumuna katılmaları henüz belirlenememiştir.

Kemik iliğinde hem mezenkimal hem de hematopoietik kök hücrelerin öncüleri olan CD34 fenotipine sahip hücrelerin varlığı, CD34-negatif hücrelere yakın stromal ve hematopoietik soylara hücresel farklılaşmanın en erken öncüllerinin varlığı sorusunu gündeme getirdi. Uzun süreli kültür başlatma hücresi (LTC-IC) olarak adlandırılan hücre, uzun süreli kültür yöntemi kullanılarak elde edildi. Kemik iliğinin stromal tabanında belirli bir büyüme faktörü kombinasyonuyla koloni oluşturma aktivitesine sahip bu tür öncül hücrelerin ömrü 5 haftayı aşarken, kültürdeki bağlı koloni oluşturan birimlerin (CFU) yaşayabilirliği yalnızca 3 haftadır. Şu anda LTC-IC, HSC'lerin işlevsel bir analoğu olarak kabul edilmektedir, çünkü yüksek bir yeniden popülasyon potansiyeline sahip olan LTC-IC'lerin yaklaşık %20'si CD34+CD38- fenotipi ile karakterizedir ve yüksek bir kendini yenileme kapasitesi göstermektedir. Bu tür hücreler insan kemik iliğinde 1:50.000 sıklıkta bulunur. Ancak, uzun süreli (15 hafta) kültür koşulları altında elde edilen miyeloid-lenfoid başlatıcı hücreler, HSC'lere en yakın olanlar olarak kabul edilmelidir. LTC olarak adlandırılan bu tür hücreler, kemik iliği insan beyninin hücreleri arasındadır ve LTC-IC'den 10 kat daha az sıklıkta bulunur ve hem miyeloid hem de lenfoid hematopoietik soyların hücre hatlarını oluşturur.

Hematopoietik kök hücrelerin monoklonal antikorlarla etiketlenmesi ve ardından immünofenotipik tanımlama, kök potansiyeli olan hematopoietik hücrelerin tanınması ve seçici olarak ayrılması için ana yöntem olmasına rağmen, bu şekilde izole edilen HSC'lerin klinik uygulaması sınırlıdır. İmmünopozitif ayırma sırasında CD34 reseptörünün veya diğer belirteç antijenlerinin antikorlarla bloke edilmesi, yardımıyla izole edilen hücrenin özelliklerini kaçınılmaz olarak değiştirir. HSC'lerin manyetik kolonlarda immünonegatif izolasyonu daha tercih edilir olarak kabul edilir. Ancak bu durumda, genellikle bir metal taşıyıcıya sabitlenmiş monoklonal antikorlar ayırma için kullanılır. Ayrıca, önemli olan, HSC izolasyonunun her iki yönteminin de işlevsel özelliklerden ziyade fenotipik özelliklere dayanmasıdır. Bu nedenle, birçok araştırmacı, olgunluk derecesinin ve progenitör hücrelerin farklılaşma yönünün kolonilerin büyüklüğü ve bileşimi tarafından belirlenmesine olanak tanıyan HSC'lerin klon oluşturma parametrelerinin analizini kullanmayı tercih eder. Taahhüt süreci sırasında kolonideki hücre sayısının ve tiplerinin azaldığı bilinmektedir. Hematopoietik kök hücre ve onun erken yavru hücresi, “granülosit-eritrosit-monosit-megakaryosit koloni oluşturan birim” (CFU-GEMM) olarak adlandırılır ve sırasıyla granülositler, eritrositler, monositler ve megakaryositler içeren kültürde büyük çok soylu koloniler oluşturur. Taahhüt hattı boyunca aşağı akışta bulunan granülosit-monosit koloni oluşturan birim (CFU-GM), granülosit ve makrofaj kolonileri oluşturur ve granülosit koloni oluşturan birim (CFU-G) yalnızca küçük bir olgun granülosit kolonisi oluşturur. Erken eritrosit öncüsü, eritrositlerin patlama oluşturan birimi (CFU-E), büyük eritrosit kolonilerinin kaynağıdır ve daha olgun eritrositlerin koloni oluşturan birimi (CFU-E), küçük eritrosit kolonilerinin kaynağıdır. Genel olarak, hücreler yarı katı besiyerinde büyüdüğünde altı tip miyeloid koloni oluşturan hücreler tanımlanabilir: CFU-GEMM, CFU-GM, CFU-G, CFU-M, BFU-E ve CFU-E).

Ancak, hematopoietik türevlerin yanı sıra, HSC'leri izole etmek için herhangi bir kaynak materyal önemli sayıda eşlik eden hücre içerir. Bu bağlamda, transplantın ön saflaştırılması, her şeyden önce, donörün bağışıklık sisteminin aktif hücrelerinden gereklidir. Genellikle, bu amaçla, lenfositler tarafından spesifik antijenlerin ekspresyonuna dayalı immünseleksiyon kullanılır ve bu, monoklonal antikorlar kullanılarak izole edilmesini ve çıkarılmasını mümkün kılar. Ek olarak, kemik iliği transplantasyonunun T-lenfosit tükenmesinin bir immünorosette yöntemi geliştirilmiştir; bu, aferez kullanılarak etkili bir şekilde çıkarılan CD4+ lenfositler ve spesifik monoklonal antikorların komplekslerinin oluşumuna dayanmaktadır. Bu yöntem, %40-60 hematopoietik kök hücre içeriğine sahip saflaştırılmış hücresel materyalin üretilmesini sağlar.

Lökaferez ürününden olgunlaşmış kan elemanlarının uzaklaştırılmasıyla progenitor hücre sayısındaki artış, karşı akım santrifüjleme ve ardından insan immünoglobulini ile kaplanmış naylon lifler içeren kolonlardan (bir şelatlayıcı - trisodyum sitrat varlığında) filtrasyonla elde edilir. Bu iki yöntemin ardışık kullanımı, transplantın trombositlerden, %89 eritrositlerden ve %91 lökositlerden tamamen saflaştırılmasını sağlar. HSC kaybında önemli bir azalma nedeniyle, toplam hücre kütlesindeki CD34+ hücre seviyesi %50'ye çıkarılabilir.

İzole edilen hematopoietik kök hücrelerin kültürde olgun kan hücresi kolonileri oluşturma yeteneği, hücrelerin işlevsel karakterizasyonu için kullanılır. Oluşan kolonilerin analizi, progenitör hücre tiplerinin, bağlılıklarının derecesinin ve farklılaşma yönlerinin belirlenmesine ve nicelleştirilmesine olanak tanır. Klonojenik aktivite, hücrelerin göç aktivitesini azaltan ve cam veya plastik yüzeye yapışmalarını önleyen metilselüloz, agar, plazma veya fibrin jel üzerindeki yarı katı ortamlarda belirlenir. Optimum yetiştirme koşulları altında, klonlar 7-18 günde tek bir hücreden gelişir. Bir klon 50'den az hücre içeriyorsa, tek bir küme olarak tanımlanır; hücre sayısı 50'yi aşarsa, koloni olarak tanımlanır. Bir koloni oluşturabilen hücre sayısı dikkate alınır (koloni oluşturan birimler - CFU veya koloni oluşturan hücreler - COC). CFU ve COC parametrelerinin hücre süspansiyonundaki HSC sayısıyla korelasyon göstermesine rağmen, bu sayıya karşılık gelmediği, bu durumun HSC’lerin in vitro fonksiyonel (koloni oluşturma) aktivitesinin belirlenmesi gerekliliğini bir kez daha vurguladığı görülmektedir.

Kemik iliği hücreleri arasında, hematopoietik kök hücreler en yüksek çoğalma potansiyeline sahiptir, bu nedenle kültürde en büyük kolonileri oluştururlar. Bu tür kolonilerin sayısının kök hücre sayısını dolaylı olarak belirlemesi önerilmektedir. 0,5 mm çapında ve 1000'den fazla hücre sayısına sahip in vitro kolonilerin oluşumundan sonra, yazarlar bu hücreleri 5-florourasilin subletal dozlarına karşı direnç açısından test ettiler ve öldürücü şekilde ışınlanmış hayvanların kemik iliğini yeniden çoğaltma yeteneklerini incelediler. Belirtilen parametrelere göre, izole edilen hücreler HSC'lerden neredeyse ayırt edilemezdi ve HPP-CFC - yüksek çoğalma potansiyeline sahip koloni oluşturan hücreler kısaltmasını aldılar.

Hematopoietik kök hücrelerin daha iyi kalitede izolasyonu için arayış devam etmektedir. Ancak, hematopoietik kök hücreler morfolojik olarak lenfositlere benzer ve neredeyse yuvarlak çekirdeklere, ince dağılmış kromatine ve az miktarda zayıf bazofilik sitoplazmaya sahip nispeten homojen bir hücre kümesini temsil eder. Kesin sayılarının belirlenmesi de zordur. İnsan kemik iliğinde HSC'lerin 106 çekirdekli hücrede 1 sıklıkta meydana geldiği varsayılmaktadır.

Hematopoietik kök hücrelerin tanımlanması

Hematopoietik kök hücrelerin tanımlama kalitesini artırmak için, membrana bağlı antijenlerin spektrumunun ardışık veya eş zamanlı (çok kanallı ayırıcıda) çalışması yapılmakta ve HSC'lerde CD34+CD38 fenotipi, özellikle CD4, yüzey immünoglobulinleri ve glikoforin gibi immünokompetan hücrelerin antijenleri olmak üzere doğrusal farklılaşma belirteçlerinin yokluğu ile birleştirilmelidir.

Hemen hemen tüm hematopoietik kök hücre fenotipleme şemaları CD34 antijeninin belirlenmesini içerir. Birkaç glikozilasyon bölgesi taşıyan yaklaşık 110 kDa moleküler ağırlığa sahip bu glikoprotein, kromozom 1'de bulunan ilgili genin aktivasyonundan sonra plazma hücre zarında ifade edilir. CD34 molekülünün işlevi, erken hematopoietik progenitör hücrelerin kemik iliğinin stromal tabanı ile L-selectin aracılı etkileşimi ile ilişkilidir. Ancak, hücre yüzeyinde CD34 antijeninin varlığının, hücre süspansiyonundaki HSC içeriğinin yalnızca ön değerlendirmesine izin verdiği unutulmamalıdır, çünkü diğer hematopoietik progenitör hücreler, kemik iliği stromal hücreleri ve endotel hücreleri tarafından da ifade edilir.

Hematopoietik progenitor hücrelerinin farklılaşması sırasında CD34 ekspresyonu kalıcı olarak azalır. Eritrosit, granülosit ve monosit bağlı progenitor hücreler CD34 antijenini zayıf bir şekilde eksprese eder veya yüzeylerinde hiç eksprese etmez (CD34 fenotipi). CD34 antijeni farklılaşmış kemik iliği hücrelerinin ve olgun kan hücrelerinin yüzey membranında tespit edilmez.

Hematopoietik progenitör hücrelerin farklılaşma dinamiklerinde sadece CD34 ekspresyon seviyesinin azalmadığı, aynı zamanda NAD-glikohidrolaz ve ADP-ribozil siklaz aktivitesine sahip, 46 kDa moleküler ağırlığa sahip integral bir membran glikoproteini olan CD38 antijeninin ekspresyonunun da giderek arttığı, bunun da ADP-ribozun taşınması ve sentezine katılımını gösterdiği belirtilmelidir. Böylece, hematopoietik progenitör hücrelerin taahhüt derecesinin çift kontrol olasılığı ortaya çıkmaktadır. CD34-pozitif kemik iliği hücrelerinin %90 ila %99'unu oluşturan CD34+CD38+ fenotipe sahip hücre popülasyonu, sınırlı proliferatif ve farklılaşma potansiyeline sahip progenitör hücreleri içerirken, CD34+CD38 fenotipe sahip hücreler HSC rolünü üstlenebilir.

Gerçekten de, CD34+CD38- formülüyle tanımlanan kemik iliği hücre popülasyonu, miyeloid ve lenfoid yönlerde farklılaşma yeteneğine sahip nispeten çok sayıda ilkel kök hücre içerir. CD34+CD38- fenotipli hücrelerin uzun süreli kültür koşulları altında, kanın tüm olgun biçimli elemanlarını elde etmek mümkündür: nötrofiller, eozinofiller, bazofiller, monositler, megakaryositler, eritrositler ve lenfositler.

Nispeten yakın zamanda, CD34 pozitif hücrelerin hematopoietik kök hücreleri tanımlamak için de kullanılan iki belirteç daha, AC133 ve CD90 (Thy-1) ifade ettiği belirlenmiştir. Thy-1 antijeni, kemik iliği, göbek kordonu ve periferik kanın CD34+ hücrelerinde CD117 reseptörü (c-kit) ile birlikte ifade edilir. Hücre yapışma süreçlerine katılan, moleküler ağırlığı 25-35 kDa olan bir yüzey fosfatidilinositol bağlayıcı glikoproteindir. Bazı yazarlar, Thy-1 antijeninin en olgunlaşmamış CD34 pozitif hücrelerin bir belirteci olduğuna inanmaktadır. CD34+Thy-1+ fenotipine sahip kendi kendini üreyen hücreler, kız hücrelerin oluşumuyla uzun vadeli kültür hatlarına yol açar. Thy-1 antijeninin hücre bölünmesinin durmasına neden olan düzenleyici sinyalleri engellediği varsayılmaktadır. CD34+Thy1+ hücrelerinin kendi kendini çoğaltma ve uzun süreli kültür hatları oluşturma yeteneğine sahip olmalarına rağmen, fenotipleri yalnızca HSC'lere atfedilemez, çünkü CD34-pozitif hücresel elemanların toplam kütlesindeki Thy-1+ içeriği yaklaşık %50'dir ve bu oran hematopoietik hücre sayısını önemli ölçüde aşmaktadır.

Hematopoietik kök hücrelerin tanımlanması için daha umut verici olanı, hematopoietik progenitör hücrelerin antijen belirteci olan AC133 olarak tanınmalıdır; bu antijenin ifadesi ilk olarak embriyonik karaciğer hücrelerinde tespit edilmiştir. AC133, HSC olgunlaşmasının en erken aşamalarında hücre zarının yüzeyinde beliren bir transmembran glikoproteindir - CD34 antijeninden bile daha erken olması mümkündür. A. Petrenko, V. Grishchenko (2003) çalışmalarında, AC133'ün CD34 pozitif embriyonik karaciğer hücrelerinin %30'una kadar ifade edildiği belirlenmiştir.

Dolayısıyla, mevcut kavramlara göre hematopoietik kök hücrelerin ideal fenotipik profili, konturları CD34, AC133 ve Thy-1 antijenlerinin konfigürasyonlarını içermesi gereken hücresel bir taslaktan oluşmaktadır, ancak CD38, HLA-DR ve doğrusal farklılaşma belirteçleri GPA, CD3, CD4, CD8, CD10, CD14, CD16, CD19, CD20'nin moleküler projeksiyonlarına yer yoktur.

HSC'lerin fenotipik portresinin bir varyasyonu, bu formülle tanımlanan hücrelerin özellikleri CD34+CD38 fenotipine sahip hücrelerin işlevsel parametrelerinden farklı olmadığından, CD34+CD45RalowCD71low kombinasyonu olabilir. Ek olarak, insan HSC'leri fenotipik özellikler CD34+Thy-l+CD38Iow/'c-kit/low ile tanımlanabilir - bu tür hücrelerden yalnızca 30 tanesi ölümcül şekilde ışınlanmış farelerde hematopoezi tamamen geri kazandırır.

Hem kendi kendine çoğalma hem de diğer hücresel elemanlara farklılaşma yeteneğine sahip olan HSC'ler üzerine 40 yıllık yoğun araştırma dönemi, kemik iliği hücrelerinin genel fenotipik özelliklerinin analiziyle başladı ve bu da kemik iliği naklinin hematopoietik sistemin çeşitli patolojilerinin tedavisi için kullanılmasını haklı çıkarmayı mümkün kıldı. Daha sonra keşfedilen yeni tip kök hücreler henüz klinik uygulamada yaygın olarak kullanılmamıştır. Aynı zamanda, göbek kordonu kanı ve embriyonik karaciğerin kök hücreleri, hem kantitatif hem de kalitatif özellikler açısından kemik iliği HSC'lerinden farklı oldukları için, sadece hematolojide değil, aynı zamanda tıbbın diğer alanlarında da hücre naklinin ölçeğini önemli ölçüde genişletme yeteneğine sahiptir.

Transplantasyon için gereken hematopoietik kök hücre kütlesi hacmi genellikle kemik iliği, periferik ve kordon kanı ve embriyonik karaciğerden elde edilir. Ek olarak, hematopoietik progenitör hücreler, ESC'leri çoğaltarak ve daha sonra hematopoietik hücresel elemanlara yönlendirilmiş farklılaşmalarını sağlayarak in vitro elde edilebilir. A. Petrenko, V. Grishchenko (2003) farklı kökenlerden gelen HSC'lerin immünolojik özelliklerinde ve hematopoiezini geri yükleme yeteneğinde önemli farklılıklar olduğunu haklı olarak belirtmektedir; bu, kaynaklarında bulunan erken pluripotent ve geç taahhüt edilmiş progenitör hücrelerin eşit olmayan oranından kaynaklanmaktadır. Ek olarak, farklı kök kaynaklardan elde edilen hematopoietik kök hücreler, hematopoietik olmayan hücrelerin niceliksel ve niteliksel olarak tamamen farklı ilişkileriyle karakterize edilir.

Kemik iliği zaten geleneksel bir hematopoietik kök hücre kaynağı haline gelmiştir. Kemik iliği hücre süspansiyonu, ilium veya sternumdan lokal anestezi altında yıkama yoluyla elde edilir. Bu şekilde elde edilen süspansiyon heterojendir ve HSC'ler, stromal hücre elemanları, miyeloid ve lenfoid hatların bağlı progenitör hücreleri ve kanın olgunlaşmış oluşturulmuş elemanlarının bir karışımını içerir. Kemik iliği mononükleer hücreleri arasında CD34+ ve CD34+CD38 fenotiplerine sahip hücre sayısı sırasıyla %0,5-3,6 ve %0-0,5'tir. G-CSF ile indüklenen HSC mobilizasyonundan sonra periferik kan %0,4-1,6 CD34+ ve %0-0,4 CD34+CD38 içerir.

Göbek kordonu kanında CD34+CD38 ve CD34+ immünofenotipli hücrelerin oranı daha yüksek olup, %0-0,6 ve %1-2,6 olup, bunların en fazla olduğu hücreler embriyonik karaciğerin hematopoetik hücreleridir, sırasıyla %0,2-12,5 ve %2,3-35,8'dir.

Ancak nakledilen materyalin kalitesi sadece içerdiği CD34+ hücre sayısına değil, aynı zamanda in vivo koloni oluşumu seviyesi (ölümcül ışınlanmış hayvanlarda kemik iliği repopülasyonu) ve in vitro - yarı sıvı ortamlarda koloni büyümesi ile değerlendirilebilen fonksiyonel aktivitelerine de bağlıdır. Embriyonik karaciğer, fetal kemik iliği ve göbek kordonu kanından izole edilen CD34+CD38 HLA-DR fenotipine sahip hematopoietik progenitör hücrelerin koloni oluşturma ve çoğalma aktivitesinin, bir yetişkinin kemik iliği ve periferik kanındaki hematopoietik hücrelerin çoğalma ve koloni oluşturma potansiyelini önemli ölçüde aştığı ortaya çıktı. Çeşitli kökenlerden gelen HSC'lerin kantitatif ve kalitatif analizi, hem hücre süspansiyonundaki göreceli içeriklerinde hem de fonksiyonel kapasitelerinde önemli farklılıklar olduğunu ortaya koydu. Maksimum CD34+ hücre sayısı (%24,6), fetal kemik iliğinden elde edilen nakledilen materyalde bulundu. Bir yetişkinin kemik iliği %2,1 oranında CD34 pozitif hücresel elementler içerir. Bir yetişkinin periferik kanındaki mononükleer hücreler arasında yalnızca %0,5'i CD34+ fenotipe sahipken, kordon kanında bunların sayısı %2'ye ulaşır. Aynı zamanda, fetal kemik iliğinin CD34+ hücrelerinin koloni oluşturma kapasitesi, bir yetişkinin kemik iliği hematopoietik hücrelerinin klonal büyüme kapasitesinden 2,7 kat daha yüksektir ve göbek kordonu kan hücreleri, yetişkinlerin periferik kanından izole edilen hematopoietik elementlerden önemli ölçüde daha fazla koloni oluşturur: sırasıyla 65,5 ve 40,8 koloni/105 hücre.

Hematopoietik kök hücrelerin çoğalma aktivitesindeki ve koloni oluşturma kapasitesindeki farklılıklar sadece farklı olgunluk dereceleriyle değil aynı zamanda doğal mikroçevreleriyle de ilişkilidir. Kök hücrelerin çoğalma yoğunluğunun ve farklılaşma hızının, hem kök hücrelerin kendileri hem de matris-stromal mikroçevrelerinin hücresel elemanları tarafından üretilen çok bileşenli bir büyüme faktörleri ve sitokin sisteminin bütünsel düzenleyici etkisiyle belirlendiği bilinmektedir. Saflaştırılmış hücre popülasyonlarının ve hücre kültürü için serumsuz ortamların kullanılması, çeşitli seviyelerdeki kök hücreler, progenitör hücreler ve bir veya başka bir doğrusal yönde taahhüt edilen hücreler üzerinde uyarıcı ve inhibe edici etkiye sahip büyüme faktörlerini karakterize etmeyi mümkün kılmıştır. Çalışmaların sonuçları, ontogenetik gelişimin farklı seviyelerine sahip kaynaklardan elde edilen HSC'lerin hem fenotipik hem de işlevsel olarak farklılık gösterdiğini ikna edici bir şekilde göstermektedir. Ontogenezin erken aşamalarındaki HSC'ler, yüksek kendi kendine üreme potansiyeli ve yüksek çoğalma aktivitesi ile karakterize edilir. Bu hücreler daha uzun telomerlerle ayırt edilir ve tüm hematopoietik hücre hatlarını oluşturmak için taahhüt altına girer. Bağışıklık sisteminin embriyonik kökenli HSC'lere verdiği yanıt gecikir, çünkü bu hücreler zayıf bir şekilde HLA moleküllerini ifade eder. HSC'lerin göreceli içeriği, kendi kendini yenileme kapasiteleri ve oluşturdukları taahhüt hatlarının tiplerinin sayısında belirgin bir derecelendirme vardır: Embriyonik karaciğerin CD34+ hücreleri > göbek kordonu kanının CD34+ hücreleri > kemik iliğinin CD34+ hücreleri. Bu tür farklılıkların yalnızca insan gelişiminin intra-, neo- ve erken postanatal dönemlerine değil, aynı zamanda tüm ontogeneze özgü olması önemlidir - bir yetişkinin kemik iliğinden veya periferik kanından elde edilen HSC'lerin proliferatif ve koloni oluşturma aktivitesi, donörün yaşıyla ters orantılıdır.