혈구들의 기원과 상호관계

간세포설(Stem cell theory)

조혈은 역동적이고 복잡한 혈액세포 생산의 발달과정이다. 발생의 중배엽기동안 만들어지는 혈액세포 생산은 초기조혈이라 하고, 결정된 조혈은 태생 간기와 성인 골수기 동안에 시작된다.
정의된 간세포의 특징은 이러하다. 

1. 스스로 재생할 수 있다.
2. 분화된 자손을 발생시킨다.
3. 치명적으로 조사된 숙주의 조혈계를 다시 구성할 수 있다.

정상 골수에 있는 대부분의 세포들은 성숙의 다양한 단계를 표현하는 선구세포들이다.
HSCs(stem cell)은 3가지 가능한 운명의 하나에 따라 유도된다.

1. 자기 재생(self-renewal)
2. 분화(differentiation)
3. 의도된 자살(apoptosis)

조혈세포는 성숙과 연관된 다양한 형태학적 특징을 갖도록 특수화한다. 성숙하는 동안 세포질과 핵에서 추가의 변화가 일어난다. 

핵에서 발생하는 변화

1. 핵인의 소실
2. 핵 크기의 감소
3. 염색질의 응집
4. 핵 모양의 가능한 변화
5. 가능한 핵의 소실

세포질에서 발생하는 변화

1. 염기성의 소실
2. 세포질 함량의 감소
3. 가능한 세포질 내 과립 출현

간세포 순환 역학

골수는 대략 체중 kg 당 매일 적혈구 30억, 혈소판 25억, 과립구 15억 개를 생한해 낼 능력이 있다고 추정된다. 골수에 포함된 것으로는 자기 재생과 분화의 능력에 의해 특징지어진 세포들의 단계적인 영역이다. 이 간세포들은 골수에 유핵세포와 1:1000의 비율로 존재한다. 간세포들은 적절한 cytokines에 의해 자극받으면 많은 유사분열 할 수 있다. 유사분열이 일어날 때 세포는 다시 세포주기로 들어가거나 휴지기 상태로 들어간다. 어떤 세포들은 휴지기로부터 활동적인 세포주기로 다시 들어가 추가로 한번 더 분열되는 반면 다른 세포들은 마지막 분화로 유도된다. 집락 자극인자에 응하여 배양에서 설명된 활성으로부터 생성된 정보는 각 세포가 포함하고 있는 활성의 상태를 기술하는 도식으로 그릴 수 있다. 이 정보로부터 유사분열지수(MI)가 전체 세포 수에 관한 유사 분열하는 세포 주의 % 산출로 계산된다. 유사분열지수에 영향을 주는 인자는 유사분열기간과 휴지기의 길이다. 정상적으로 유사분열지수는 약 1~2%이다. 증가된 유사분열지수는 증가된 증식을 의미한다. 거대적아구성빈혈일 경우에 유사분열이 연장되면 이 역할은 제외된다. 증식 장애의 치료와 유지에 사용되는 특수한 약의 작용기전을 이해하는데 생성순환과정을 이해하는 것이 도움이 된다.
 

간세포 표현형과 기능적 특수화

간세포의 동정과 기원은 유세포 분석기를 사용한 면역 표현형에 의해 결정할 수 있다. 초기에 장기배양의 개시로 인간 HSC를 동정할 수 있는 것은 CD34, CD38, HLA-DR low, Thy low, Lin이다. 이 골수세포들의 모집단은 초기 선조세포들로 풍성하다. CD38과 HLA-DR은 줄기세포능(stemness)의 손실과 관련이 있다. CD33, CD38의 획득은 수임 골수구계선조세포에서 볼 수 있고, CD10, CD38은 수임 림프구계 선조세포에서 볼 수 있다. CD7은 T림프구계 선조세포와 NK세포에서 그리고 CD19는 B림프구계 선조세포에서 볼 수 있다.
HSC의 기능적 특수화는 체외에서 장기 배양분석을 사용한 기술을 통해 수립할 수 있다. 이것들은 반고체배양기에서 집락형성 단위의 계산을 포함한다. 많은 증식 잠재력을 가진 집락형성 세포와 장기 집락 시작세포와 같은 초기 선조세포들 또한 동정한다. 이들 혈액선구세포들은 5~8주 동안 생존할 수 있는 집락을 발생시키며 옮겨 심을 수 있다. 체내에서의 기능 분석 또한 유용하며, 이차적 수령인에게 접목된 골수세포를 이식시킴으로써 선천성이고 치명적으로 조사된 동물 속으로 이식된 세포를 요구한다. 이 시스템은 중식, 분화의 능력, 간세포 이식 및 유전자 치료를 위해 임상적으로 적용할 수 있는 기술 발달을 위한 모델로 봉사할 수 있는 능력의 특수화를 허용한다.
 

Cytokines와 성장인자

조혈 성장인자 또는 cytokines이라 불리는 특수 당 단백그룹은 조혈 선조세포의 증식, 분화, 성숙을 조절한다.
Cytokines은 조혈세포에서 직접, 간접적인 영향을 가지고 있는 용해성 단백의 다양한 그룹이다. Cytokines의 분류는 일부가 중복되기도 하고 과다한 특성 때문에 어렵다.
조혈선조세포는 그들의 성장과 생존에 기초하여 계속적인 성장인자를 요구한다. 성장인자들은 의도된 자살(apoptosis)을 억제함으로써 죽는 것으로부터 조혈선조세포를 보호한다. 그것들은 세포주기의 G0에서 G1까지의 변환시간을 단축시킴으로써 분열을 자극하고, 다양한 세포계통으로 분화하도록 조절한다.
의도된 자살(apoptosis)은 예정된 세포죽음으로, 불필요하고 비정상적이며 해로운 세포들을 제거하는 정상적인 생리적 과정이다. 의도된 자살(apoptosis)은 괴사와 달리 외상으로 우연히 죽는 것이다. 세포들이 세포죽음을 막는데 필요한 적당한 cytokines을 받지 못하면 의도된 자살은 시작된다. 어떤 질병상태에서 의도된 자살(apoptosis)이 흥분상태이면 그 결과 일찍 세포가 죽게 되나, 처음 이 과정에서 의도된 자살이 실패하면 세포의 증식은 통제할 수 없게 된다.