เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจากถุงไข่แดง

เห็นได้ชัดว่าศักยภาพในการแบ่งตัวและแยกตัวของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดนั้นถูกกำหนดโดยลักษณะเฉพาะของการพัฒนาออนโทเจเนติกส์ เนื่องจากแม้แต่ตำแหน่งในพื้นที่หลักของการสร้างเม็ดเลือดก็เปลี่ยนแปลงไปในมนุษย์ระหว่างออนโทเจเนติกส์ เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดของถุงไข่แดงของทารกในครรภ์มีหน้าที่ในการสร้างสายเซลล์เม็ดเลือดแดงโดยเฉพาะ หลังจากที่เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดหลักอพยพไปที่ตับและม้าม สเปกตรัมของสายเซลล์จะขยายตัวในสภาพแวดล้อมจุลภาคของอวัยวะเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจะได้รับความสามารถในการสร้างเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดลิมฟอยด์ ในระยะก่อนคลอด เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจะไปถึงบริเวณตำแหน่งสุดท้ายและเข้าไปอยู่ในไขกระดูก ในระหว่างการพัฒนาในครรภ์ เลือดของทารกในครรภ์จะมีเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจำนวนมาก ตัวอย่างเช่น ในสัปดาห์ที่ 13 ของการตั้งครรภ์ ระดับ HSC จะสูงถึง 18% ของจำนวนเซลล์เม็ดเลือดโมโนนิวเคลียร์ทั้งหมด หลังจากนั้น จะสังเกตเห็นว่าปริมาณเซลล์เหล่านี้ลดลงอย่างต่อเนื่อง แต่แม้กระทั่งก่อนคลอด ปริมาณ HSC ในเลือดจากสายสะดือก็แทบไม่ต่างจากปริมาณในไขกระดูกเลย

ตามแนวคิดคลาสสิก การเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติในการแปลตำแหน่งของการสร้างเม็ดเลือดในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อนในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเกิดขึ้นจากการอพยพและการนำเข้าสู่สภาพแวดล้อมจุลภาคใหม่ของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่มีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงหลายอย่าง ตั้งแต่ถุงไข่แดงไปจนถึงตับ ม้าม และไขกระดูก เนื่องจากในระยะเริ่มต้นของการพัฒนาของตัวอ่อน เนื้อเยื่อเม็ดเลือดจะมีเซลล์ต้นกำเนิดจำนวนมาก ซึ่งจะลดลงเมื่อทารกในครรภ์เจริญเติบโต ดังนั้น เนื้อเยื่อเม็ดเลือดของตับของตัวอ่อนที่มีแนวโน้มดีที่สุดในการได้รับเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจึงถือเป็นเนื้อเยื่อเม็ดเลือดของตับของตัวอ่อน ซึ่งแยกจากวัสดุที่แท้งเมื่อตั้งครรภ์ได้ 5-8 สัปดาห์

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

คำถามเกี่ยวกับแหล่งกำเนิดของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าการสร้างเม็ดเลือดแดงของตัวอ่อนมีต้นกำเนิดมาจากเกาะเลือดของถุงไข่แดง อย่างไรก็ตาม ศักยภาพในการแบ่งตัวของเซลล์เม็ดเลือดจากถุงไข่แดงในหลอดทดลองมีจำกัดมาก (เซลล์เหล่านี้แบ่งตัวเป็นเม็ดเลือดแดงเป็นหลัก) ควรสังเกตว่าการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจากถุงไข่แดงไม่สามารถฟื้นฟูการสร้างเม็ดเลือดได้เป็นเวลานาน ปรากฏว่าเซลล์เหล่านี้ไม่ใช่สารตั้งต้นของ HSC ในผู้ใหญ่ HSC ที่แท้จริงจะปรากฏเร็วขึ้นในสัปดาห์ที่ 3-5 ของการพัฒนาในมดลูกในบริเวณการสร้างเนื้อเยื่อกระเพาะอาหารและเอนโดทีเลียมของหลอดเลือด (paraaortic splanchnopleura, P-SP) เช่นเดียวกับในบริเวณของหลอดเลือดแดงใหญ่ ต่อมเพศ และไตหลัก - ในบริเวณ mesonephros หรือที่เรียกว่าบริเวณ AGM ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าเซลล์บริเวณ AGM เป็นแหล่งที่มาของไม่เพียงแต่ HSC เท่านั้น แต่ยังรวมถึงเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดและเซลล์สลายกระดูกที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสร้างเนื้อเยื่อกระดูกอีกด้วย ในสัปดาห์ที่ 6 ของการตั้งครรภ์ เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดในระยะเริ่มต้นจากบริเวณ AGM จะเคลื่อนตัวไปที่ตับ ซึ่งยังคงเป็นอวัยวะสร้างเม็ดเลือดหลักของทารกในครรภ์จนกว่าจะคลอด

เนื่องจากประเด็นนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งจากมุมมองของการปลูกถ่ายเซลล์ ปัญหาของต้นกำเนิดของ HSC ในกระบวนการสร้างตัวอ่อนของมนุษย์จึงสมควรได้รับการนำเสนออย่างละเอียดมากขึ้น แนวคิดคลาสสิกที่ว่าเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกมีต้นกำเนิดจากแหล่งนอกตัวอ่อนนั้นอิงตามการศึกษาวิจัยของเมทคาล์ฟและมัวร์ ซึ่งเป็นผู้ริเริ่มใช้วิธีการโคลนนิ่ง HSC และลูกหลานของพวกมันที่แยกจากถุงไข่แดง ผลงานของพวกเขาทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับทฤษฎีการอพยพ ซึ่งตามทฤษฎีนี้ HSC ซึ่งปรากฏตัวครั้งแรกในถุงไข่แดง จะเข้าไปอยู่ในอวัยวะสร้างเม็ดเลือดชั่วคราวและถาวรตามลำดับเมื่อสภาพแวดล้อมจุลภาคที่เกี่ยวข้องเกิดขึ้น นี่คือมุมมองที่ว่าการสร้าง HSC ซึ่งเริ่มต้นอยู่ในถุงไข่แดง ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานระดับเซลล์สำหรับการสร้างเม็ดเลือดถาวร

เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจากถุงไข่แดงจัดอยู่ในกลุ่มเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดยุคแรกๆ ฟีโนไทป์ของเซลล์เหล่านี้ถูกอธิบายด้วยสูตร AA4.1+CD34+c-kit+ ซึ่งแตกต่างจากเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจากไขกระดูกที่โตเต็มที่ เซลล์เหล่านี้จะไม่แสดงแอนติเจน Sca-1 และโมเลกุล MHC ดูเหมือนว่าการปรากฏตัวของแอนติเจนมาร์กเกอร์บนเยื่อหุ้มเซลล์บนพื้นผิวของ HSC จากถุงไข่แดงในระหว่างการเพาะเลี้ยงจะสอดคล้องกับการแบ่งตัวของเซลล์ในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อนพร้อมกับการสร้างสายเซลล์เม็ดเลือดที่มุ่งมั่น: ระดับการแสดงออกของแอนติเจน CD34 และ Thy-1 จะลดลง การแสดงออกของ CD38 และ CD45RA จะเพิ่มขึ้น และโมเลกุล HLA-DR จะปรากฏขึ้น เมื่อไซโตไคน์และปัจจัยการเจริญเติบโตกระตุ้นความจำเพาะในหลอดทดลอง การแสดงออกของแอนติเจนที่จำเพาะต่อเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดของสายเซลล์บางสายจึงเริ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาการสร้างเม็ดเลือดของตัวอ่อนในสัตว์มีกระดูกสันหลังสามกลุ่ม (สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม) และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง การวิเคราะห์ต้นกำเนิดของ HSC ที่รับผิดชอบในการสร้างเม็ดเลือดที่ชัดเจนในกระบวนการสร้างตัวอ่อนหลังคลอด ขัดแย้งกับแนวคิดคลาสสิก ได้มีการพิสูจน์แล้วว่าในตัวแทนของทุกกลุ่มที่พิจารณา มีการสร้างบริเวณอิสระสองบริเวณที่ HSC เกิดขึ้นระหว่างการสร้างตัวอ่อน บริเวณ "คลาสสิก" นอกตัวอ่อนแสดงโดยถุงไข่แดงหรือสิ่งที่คล้ายคลึงกัน ในขณะที่บริเวณภายในตัวอ่อนที่ระบุล่าสุดเกี่ยวกับตำแหน่ง HSC รวมถึงเนื้อเยื่อเกี่ยวพันรอบหลอดเลือดแดงใหญ่และบริเวณ AGM ปัจจุบัน อาจมีการโต้แย้งได้ว่าในสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกและนก HSC ที่ชัดเจนมีต้นกำเนิดจากแหล่งภายในตัวอ่อน ในขณะที่ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและมนุษย์ การมีส่วนร่วมของ HSC ในถุงไข่แดงในการสร้างเม็ดเลือดที่ชัดเจนยังไม่สามารถแยกออกได้อย่างสมบูรณ์

การสร้างเม็ดเลือดของเอ็มบริโอในถุงไข่แดงนั้นแท้จริงแล้วคือการสร้างเม็ดเลือดแดงขั้นต้น ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือการรักษาไว้ซึ่งนิวเคลียสในทุกขั้นตอนของการเจริญเติบโตของเม็ดเลือดแดงและการสังเคราะห์ฮีโมโกลบินแบบทารกในครรภ์ ตามข้อมูลล่าสุด คลื่นการสร้างเม็ดเลือดแดงขั้นต้นจะสิ้นสุดลงในถุงไข่แดงในวันที่ 8 ของการพัฒนาเอ็มบริโอ ตามด้วยช่วงเวลาของการสะสมของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดแดงที่ชัดเจน - BFU-E ซึ่งก่อตัวขึ้นเฉพาะในถุงไข่แดงและปรากฏครั้งแรกในวันที่ 9 ของการตั้งครรภ์ ในระยะต่อไปของการสร้างเอ็มบริโอ เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดแดงที่ชัดเจน - CFU-E เช่นเดียวกับเซลล์มาสต์ (!) และ CFU-GM จะก่อตัวขึ้นแล้ว นี่คือพื้นฐานสำหรับมุมมองที่ว่าเซลล์ต้นกำเนิดที่ชัดเจนเกิดขึ้นในถุงไข่แดง อพยพไปกับกระแสเลือด ตั้งรกรากในตับ และเริ่มขั้นตอนแรกของการสร้างเม็ดเลือดภายในตัวอ่อนอย่างรวดเร็ว ตามแนวคิดเหล่านี้ ถุงไข่แดงอาจถือได้ว่าเป็นแหล่งของการสร้างเม็ดเลือดขั้นต้น และเป็นแหล่งแรกสุดของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่ชัดเจนในการพัฒนาตัวอ่อน

มีการแสดงให้เห็นว่าเซลล์ที่สร้างอาณานิคมที่มีศักยภาพในการแบ่งตัวสูงสามารถแยกออกจากถุงไข่แดงได้เร็วถึงวันที่ 8 ของการตั้งครรภ์ กล่าวคือ นานก่อนที่ระบบหลอดเลือดของตัวอ่อนและถุงไข่แดงจะปิดลง นอกจากนี้ เซลล์ที่มีศักยภาพในการแบ่งตัวสูงที่ได้จากถุงไข่แดงในหลอดทดลองจะสร้างอาณานิคมที่มีขนาดและองค์ประกอบของเซลล์ไม่แตกต่างจากพารามิเตอร์ที่สอดคล้องกันของการเจริญเติบโตทางวัฒนธรรมของเซลล์ต้นกำเนิดไขกระดูก ในเวลาเดียวกัน เมื่อย้ายเซลล์ที่สร้างอาณานิคมของถุงไข่แดงที่มีศักยภาพในการแบ่งตัวสูงกลับเข้าไปใหม่ เซลล์ที่สร้างอาณานิคมลูกและเซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพหลายประการจะถูกสร้างขึ้นมากกว่าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการใช้เซลล์ต้นกำเนิดไขกระดูกในการสร้างเม็ดเลือด

ข้อสรุปสุดท้ายเกี่ยวกับบทบาทของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจากถุงไข่แดงในกระบวนการสร้างเม็ดเลือดขั้นสุดท้ายสามารถสรุปได้จากผลการศึกษาที่ผู้เขียนได้รับเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดจากถุงไข่แดง (G166) ซึ่งช่วยสนับสนุนการขยายตัวของเซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยลักษณะทางฟีโนไทป์และการทำงานของเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือด (AA4.1+WGA+ ความหนาแน่นต่ำ และคุณสมบัติการยึดเกาะที่อ่อนแอ) เนื้อหาของเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดเพิ่มขึ้นมากกว่า 100 เท่าเมื่อเพาะเลี้ยงบนชั้นป้อนของเซลล์ C166 เป็นเวลา 8 วัน เซลล์แมคโครฟาจ เม็ดเลือดขาว เมกะคารีโอไซต์ เซลล์บลาสต์ และโมโนไซต์ รวมถึงเซลล์ตั้งต้นของลิมโฟไซต์บีและที ได้รับการระบุในอาณานิคมผสมที่เพาะเลี้ยงบนชั้นย่อยของเซลล์ C166 เซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดที่เพาะเลี้ยงบนชั้นย่อยของเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดมีความสามารถในการขยายพันธุ์ตัวเองและสามารถทนต่อการทดลองของผู้เขียนได้ถึงสามครั้ง การฟื้นฟูการสร้างเม็ดเลือดด้วยความช่วยเหลือในหนูโตเต็มวัยที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องร่วมรุนแรง (SCID) มาพร้อมกับการสร้างเม็ดเลือดขาวทุกประเภท รวมถึงลิมโฟไซต์ชนิด T และ B อย่างไรก็ตาม ผู้เขียนใช้เซลล์ถุงไข่แดงของตัวอ่อนอายุ 10 วันในการศึกษานี้ ซึ่งระบบหลอดเลือดภายนอกและภายในตัวอ่อนปิดตัวลงแล้ว ทำให้ไม่สามารถแยกแยะการมีอยู่ของ HSC ภายในตัวอ่อนในเซลล์ถุงไข่แดงได้

ในเวลาเดียวกัน การวิเคราะห์ศักยภาพในการแบ่งตัวของเซลล์เม็ดเลือดในระยะเริ่มต้นของการพัฒนาที่แยกออกมาก่อนการรวมตัวของระบบหลอดเลือดของถุงไข่แดงและตัวอ่อน (8-8.5 วันของการตั้งครรภ์) เผยให้เห็นการมีอยู่ของเซลล์ตั้งต้นของเซลล์ T และ B ในถุงไข่แดงแต่ไม่มีในตัวตัวอ่อน ในระบบหลอดทดลอง โดยวิธีการเพาะเลี้ยงสองขั้นตอนบนชั้นเดียวของเซลล์เยื่อบุผิวและเซลล์ใต้เยื่อบุผิวของต่อมไทมัส เซลล์โมโนนิวเคลียร์ของถุงไข่แดงจะแบ่งตัวเป็นเซลล์พรีทีและทีลิมโฟไซต์ที่โตเต็มที่ ภายใต้เงื่อนไขการเพาะเลี้ยงเดียวกัน แต่บนชั้นเดียวของเซลล์สโตรมาของตับและไขกระดูก เซลล์โมโนนิวเคลียร์ของถุงไข่แดงจะแบ่งตัวเป็นเซลล์พรีบีและเซลล์ลิมโฟไซต์ IglVT-B ที่โตเต็มที่

ผลการศึกษาเหล่านี้บ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ในการพัฒนาเซลล์ของระบบภูมิคุ้มกันจากเนื้อเยื่อนอกตัวอ่อนของถุงไข่แดง และการก่อตัวของสายเซลล์ T และเซลล์ B ขั้นต้นขึ้นอยู่กับปัจจัยของไมโครเอ็นไวรอนเมนต์ของสโตรมาของอวัยวะสร้างเม็ดเลือดของตัวอ่อน

ผู้เขียนรายอื่นๆ ได้แสดงให้เห็นเช่นกันว่าถุงไข่แดงมีเซลล์ที่มีศักยภาพในการสร้างลิมฟอยด์ และลิมโฟไซต์ที่เกิดขึ้นไม่มีความแตกต่างกันในลักษณะแอนติเจนจากเซลล์ในสัตว์ที่โตเต็มวัยทางเพศ ได้มีการพิสูจน์แล้วว่าเซลล์ถุงไข่แดงของตัวอ่อนอายุ 8-9 วันสามารถฟื้นฟูการสร้างลิมโฟไซต์ในต่อมไทมัสซึ่งเป็นเซลล์อะไทโมไซต์ได้ด้วยการเกิดขึ้นของลิมโฟไซต์ CD3+CD4+- และ CD3+CD8+- ที่โตเต็มที่ซึ่งมีคลังตัวรับเซลล์ทีที่สร้างขึ้น ดังนั้น ต่อมไทมัสจึงอาจมีเซลล์จากนอกตัวอ่อนอาศัยอยู่ แต่ไม่สามารถแยกการอพยพที่เป็นไปได้ของเซลล์ตั้งต้นของลิมโฟไซต์ทีในระยะแรกจากแหล่งลิมโฟไซต์ภายในตัวอ่อนไปยังต่อมไทมัสได้

ในเวลาเดียวกัน การปลูกถ่ายเซลล์เม็ดเลือดจากถุงไข่แดงให้แก่ผู้รับที่ได้รับรังสีที่เป็นผู้ใหญ่ไม่ได้ส่งผลให้เกิดการสร้างเนื้อเยื่อเม็ดเลือดที่ลดจำนวนลงใหม่ในระยะยาวเสมอไป และเซลล์ถุงไข่แดงในหลอดทดลองจะก่อตัวเป็นกลุ่มเซลล์ม้ามน้อยกว่าเซลล์ในบริเวณ AGM อย่างมีนัยสำคัญ ในบางกรณี การใช้เซลล์ถุงไข่แดงของตัวอ่อนอายุ 9 วัน ก็ยังคงสามารถสร้างเนื้อเยื่อเม็ดเลือดใหม่ในระยะยาว (นานถึง 6 เดือน) ในผู้รับที่ได้รับรังสีได้ ผู้เขียนเชื่อว่าเซลล์ถุงไข่แดงที่มีฟีโนไทป์ CD34+c-kit+ ไม่เพียงแต่ไม่แตกต่างจากเซลล์ในบริเวณ AGM ในด้านความสามารถในการสร้างเนื้อเยื่อเม็ดเลือดที่ลดจำนวนลงใหม่เท่านั้น แต่ยังฟื้นฟูการสร้างเม็ดเลือดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วย เนื่องจากถุงไข่แดงมีเซลล์เหล่านี้มากกว่าเกือบ 37 เท่า

ควรสังเกตว่าการทดลองใช้เซลล์เม็ดเลือดจากถุงไข่แดงร่วมกับแอนติเจนมาร์กเกอร์ของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด (c-kit+ และ/หรือ CD34+ และ CD38+) ซึ่งฉีดเข้าที่ตับหรือหลอดเลือดดำช่องท้องของลูกหนูตัวเมียที่ได้รับการฉีดบัสซัลแฟนในวันที่ 18 ของการตั้งครรภ์ ในหนูแรกเกิดดังกล่าว ไมเอโลโพอีซิสของพวกมันถูกยับยั้งอย่างรวดเร็วเนื่องจากเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่เกิดจากบัสซัลแฟนถูกกำจัด หลังจากการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจากถุงไข่แดง พบว่าองค์ประกอบที่เกิดขึ้นประกอบด้วยมาร์กเกอร์ของผู้บริจาค - กลีเซอโรฟอสเฟตดีไฮโดรจีเนส - ในเลือดส่วนปลายของผู้รับเป็นเวลา 11 เดือน พบว่าเซลล์ HSC ในถุงไข่แดงสามารถฟื้นฟูปริมาณเซลล์ลิมฟอยด์ ไมอีลอยด์ และเอริโทรดในเลือด ต่อมไทมัส ม้าม และไขกระดูก และระดับไคเมอริซึมจะสูงกว่าในกรณีของการให้เซลล์ถุงไข่แดงเข้าในตับมากกว่าการให้ทางเส้นเลือด ผู้เขียนเชื่อว่าเซลล์ HSC ในถุงไข่แดงของเอ็มบริโอระยะเริ่มต้น (ไม่เกิน 10 วัน) จำเป็นต้องมีปฏิสัมพันธ์เบื้องต้นกับไมโครเอ็นไวรอนเมนต์ของเม็ดเลือดในตับจึงจะเข้าไปอยู่ในอวัยวะสร้างเม็ดเลือดของผู้รับที่เป็นผู้ใหญ่ได้สำเร็จ มีความเป็นไปได้ที่เซลล์ถุงไข่แดงจะเคลื่อนที่ไปที่ตับในระยะแรก จากนั้นจึงสามารถเข้าไปอยู่ในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของอวัยวะสร้างเม็ดเลือดของผู้รับที่เป็นผู้ใหญ่ได้

ในเรื่องนี้ควรสังเกตว่าไคเมอริซึมของเซลล์ระบบภูมิคุ้มกันเกิดขึ้นบ่อยครั้งหลังจากการปลูกถ่ายเซลล์ไขกระดูกให้กับผู้รับที่โตเต็มวัยที่ได้รับการฉายรังสี - ในเลือดของผู้รับหลังนี้ จะพบเซลล์ของฟีโนไทป์ผู้บริจาคในปริมาณค่อนข้างมากในกลุ่ม B-lymphocytes, T-lymphocytes และ granulocytes ของผู้รับ ซึ่งจะดำเนินต่อไปอย่างน้อย 6 เดือน

เซลล์เม็ดเลือดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะถูกตรวจพบครั้งแรกโดยใช้วิธีการทางสัณฐานวิทยาในวันที่ 7 ของการพัฒนาของตัวอ่อน และแสดงโดยเกาะเม็ดเลือดภายในหลอดเลือดของถุงไข่แดง อย่างไรก็ตาม การแบ่งตัวของเซลล์เม็ดเลือดตามธรรมชาติในถุงไข่แดงจำกัดอยู่แค่เม็ดเลือดแดงปฐมภูมิที่เก็บรักษาไว้ซึ่งนิวเคลียสและสังเคราะห์ฮีโมโกลบินของทารกในครรภ์ อย่างไรก็ตาม เชื่อกันโดยทั่วไปว่าถุงไข่แดงทำหน้าที่เป็นแหล่งเดียวของ HSC ที่อพยพไปยังอวัยวะสร้างเม็ดเลือดของตัวอ่อนที่กำลังพัฒนา และให้การสร้างเม็ดเลือดที่ชัดเจนในสัตว์ที่โตเต็มวัย เนื่องจากการปรากฏตัวของ HSC ในร่างกายของตัวอ่อนเกิดขึ้นพร้อมๆ กับการปิดระบบหลอดเลือดของถุงไข่แดงและตัวอ่อน มุมมองนี้ได้รับการสนับสนุนจากข้อมูลที่ระบุว่าเซลล์ของถุงไข่แดงเมื่อโคลนในหลอดทดลองจะก่อให้เกิดเม็ดเลือดขาวและแมคโครฟาจ และในสิ่งมีชีวิตจะก่อให้เกิดอาณานิคมของม้าม จากนั้นในระหว่างการทดลองปลูกถ่าย ได้มีการพิสูจน์ว่าเซลล์สร้างเม็ดเลือดของถุงไข่แดง ซึ่งในถุงไข่แดงเองสามารถแยกความแตกต่างได้เฉพาะเม็ดเลือดแดงปฐมภูมิเท่านั้น ในสภาพแวดล้อมจุลภาคของตับของหนู SCID แรกเกิดและหนูโตเต็มวัย ต่อมไทมัสหรือเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่หมดสภาพจะสามารถสร้างอวัยวะสร้างเม็ดเลือดใหม่ได้ด้วยการฟื้นฟูสายเลือดทั้งหมดแม้แต่ในสัตว์รับเม็ดเลือดที่โตเต็มวัย โดยหลักการแล้ว สิ่งนี้ช่วยให้เราจำแนกพวกมันได้ว่าเป็นเซลล์ HSC ที่แท้จริง ซึ่งเป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่ในช่วงหลังคลอด สันนิษฐานว่าถุงไข่แดงพร้อมกับบริเวณ AGM ทำหน้าที่เป็นแหล่งของ HSC สำหรับการสร้างเม็ดเลือดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แต่การมีส่วนสนับสนุนต่อการพัฒนาของระบบสร้างเม็ดเลือดยังไม่ชัดเจน ความหมายทางชีววิทยาของการมีอยู่ของอวัยวะสร้างเม็ดเลือดสองแห่งที่มีหน้าที่คล้ายคลึงกันในช่วงแรกของการสร้างตัวอ่อนในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมยังไม่ชัดเจนเช่นกัน

การค้นหาคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้ยังคงดำเนินต่อไป ในร่างกาย สามารถพิสูจน์การมีอยู่ของเซลล์ในถุงไข่แดงของตัวอ่อนอายุ 8-8.5 วัน ซึ่งฟื้นฟูการสร้างเม็ดเลือดขาวในหนู SCID ที่ได้รับรังสีไม่ถึงขั้นเสียชีวิตและมีเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิด T และ B ไม่เพียงพออย่างชัดเจน เซลล์เม็ดเลือดในถุงไข่แดงถูกฉีดเข้าช่องท้องและเข้าไปในเนื้อเยื่อม้ามและตับโดยตรง หลังจาก 16 สัปดาห์ เซลล์เม็ดเลือดขาวชนิด TCR/CD34 CD4+ และ CD8+ และเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิด B-220+IgM+ ที่ติดฉลากด้วยยีนแอนติเจน MHC ของผู้บริจาคก็ถูกตรวจพบในผู้รับ ในขณะเดียวกัน ผู้เขียนไม่พบเซลล์ต้นกำเนิดที่มีความสามารถในการฟื้นฟูระบบภูมิคุ้มกันในร่างกายของตัวอ่อนอายุ 8-8.5 วันได้

เซลล์เม็ดเลือดจากถุงไข่แดงมีศักยภาพในการแบ่งตัวสูงและสามารถขยายพันธุ์ตัวเองได้นานขึ้นในหลอดทดลอง ผู้เขียนบางคนระบุว่าเซลล์เหล่านี้เป็นเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดแดง (HSC) โดยอาศัยการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดแดงเป็นเวลานาน (เกือบ 7 เดือน) ซึ่งต่างจากเซลล์ต้นกำเนิดไขกระดูกในกลุ่มเม็ดเลือดแดงตรงที่มีระยะเวลาการผ่านที่ยาวนานกว่า ขนาดของกลุ่มโคโลนีที่ใหญ่กว่า ความไวต่อปัจจัยการเจริญเติบโตที่มากขึ้น และการแบ่งตัวที่ยาวนานกว่า นอกจากนี้ ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมในการเพาะเลี้ยงเซลล์ถุงไข่แดงในหลอดทดลอง เซลล์ต้นกำเนิดลิมฟอยด์ก็ก่อตัวขึ้นด้วยเช่นกัน

ข้อมูลที่นำเสนอโดยทั่วไปช่วยให้เราพิจารณาถุงไข่แดงเป็นแหล่งของ HSCs ซึ่งมีพันธะน้อยกว่าและมีศักยภาพในการแบ่งตัวมากกว่าเซลล์ต้นกำเนิดไขกระดูก อย่างไรก็ตาม แม้ว่าถุงไข่แดงจะมีเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่มีศักยภาพในการแบ่งตัวได้หลายแบบซึ่งรักษาการแบ่งตัวของเม็ดเลือดต่างๆ ในหลอดทดลองเป็นเวลานาน เกณฑ์เดียวสำหรับความสมบูรณ์ของ HSCs คือความสามารถในการสร้างจำนวนประชากรใหม่ในอวัยวะสร้างเม็ดเลือดของผู้รับในระยะยาว ซึ่งเซลล์สร้างเม็ดเลือดของผู้รับนั้นถูกทำลายหรือมีข้อบกพร่องทางพันธุกรรม ดังนั้น คำถามสำคัญคือ เซลล์สร้างเม็ดเลือดที่มีศักยภาพในการแบ่งตัวได้หลายแบบของถุงไข่แดงสามารถอพยพและไปสร้างจำนวนประชากรในอวัยวะสร้างเม็ดเลือดได้หรือไม่ และควรแก้ไขผลงานที่ทราบซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการสร้างจำนวนประชากรใหม่ในอวัยวะสร้างเม็ดเลือดของสัตว์ที่โตเต็มวัยด้วยการสร้างสายเลือดหลักหรือไม่ แหล่ง GSC ที่ชัดเจนภายในตัวอ่อนถูกระบุในตัวอ่อนของนกในช่วงทศวรรษปี 1970 ซึ่งทำให้เกิดข้อสงสัยเกี่ยวกับแนวคิดที่ได้รับการยอมรับเกี่ยวกับแหล่งกำเนิด GSC นอกตัวอ่อน รวมถึงในสัตว์มีกระดูกสันหลังประเภทอื่น ๆ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการเผยแพร่เอกสารเผยแพร่เกี่ยวกับการมีอยู่ของบริเวณภายในตัวอ่อนที่คล้ายคลึงกันซึ่งมี GSC ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและมนุษย์

ควรสังเกตอีกครั้งว่าความรู้พื้นฐานในพื้นที่นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการปลูกถ่ายเซลล์ในทางปฏิบัติ เนื่องจากจะช่วยไม่เพียงแต่กำหนดแหล่งที่มาที่ต้องการของ HSC เท่านั้น แต่ยังกำหนดลักษณะของปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์เม็ดเลือดหลักกับสิ่งมีชีวิตต่างถิ่นทางพันธุกรรมอีกด้วย เป็นที่ทราบกันดีว่าการนำเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจากตับของทารกในครรภ์มนุษย์เข้าไปในตัวอ่อนแกะในระยะของการสร้างอวัยวะจะนำไปสู่การเกิดสัตว์ไคเมร่าในเลือดและไขกระดูก ซึ่งเซลล์เม็ดเลือดของมนุษย์ 3 ถึง 5% ถูกกำหนดอย่างเสถียร ในขณะเดียวกัน HSC ของมนุษย์จะไม่เปลี่ยนแคริโอไทป์ ทำให้มีอัตราการแพร่พันธุ์สูงและความสามารถในการแยกความแตกต่างได้ นอกจากนี้ HSC จากต่างถิ่นที่ปลูกถ่ายจะไม่ขัดแย้งกับระบบภูมิคุ้มกันและเซลล์ฟาโกไซต์ของสิ่งมีชีวิตโฮสต์ และไม่เปลี่ยนเป็นเซลล์เนื้องอก ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาอย่างเข้มข้นของวิธีการแก้ไขพยาธิวิทยาทางพันธุกรรมในมดลูกโดยใช้ HSC หรือ ESC ที่ถูกถ่ายยีนที่บกพร่อง

แต่ในระยะใดของการสร้างตัวอ่อนจึงเหมาะสมกว่าที่จะทำการแก้ไขดังกล่าว เป็นครั้งแรกที่เซลล์ที่กำหนดให้มีการสร้างเม็ดเลือดปรากฏในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทันทีหลังจากการฝังตัว (วันที่ 6 ของการตั้งครรภ์) เมื่อสัญญาณทางสัณฐานวิทยาของการแบ่งตัวของเซลล์เม็ดเลือดและอวัยวะที่สันนิษฐานว่าสร้างเม็ดเลือดยังคงไม่มี ในระยะนี้ เซลล์ที่กระจัดกระจายของตัวอ่อนหนูสามารถสร้างเม็ดเลือดแดงและลิมโฟไซต์ที่แตกต่างจากเซลล์โฮสต์ตามประเภทของเฮโมโกลบินหรือไอโซเมอเรสกลีเซอโรฟอสเฟตตามลำดับ รวมถึงเครื่องหมายโครโมโซมเพิ่มเติม (Tb) ของเซลล์ผู้บริจาค ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เช่น ในนก พร้อมกันกับถุงไข่แดง ก่อนที่หลอดเลือดทั่วไปจะปิด เซลล์สร้างเม็ดเลือดจะปรากฏโดยตรงในร่างกายของตัวอ่อนใน splanchnopleura ของพาราเอออร์ติก เซลล์สร้างเม็ดเลือดของฟีโนไทป์ AA4.1+ ถูกแยกออกจากบริเวณ AGM และมีลักษณะเป็นเซลล์สร้างเม็ดเลือดที่มีศักยภาพหลายอย่างที่ก่อตัวเป็นเซลล์ลิมโฟไซต์ T และ B เม็ดเลือดขาว เมกะคารีโอไซต์ และแมคโครฟาจ ตามลักษณะเฉพาะ เซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพหลายอย่างเหล่านี้มีความใกล้เคียงกับ HSC ของไขกระดูกของสัตว์โตเต็มวัย (CD34+c-kit+) มาก จำนวนเซลล์ AA4.1+ ที่มีศักยภาพหลายอย่างในบรรดาเซลล์ทั้งหมดในบริเวณ AGM นั้นน้อย - เซลล์เหล่านี้ประกอบกันไม่เกิน 1/12 ของส่วนทั้งหมด

ในตัวอ่อนมนุษย์ มีการระบุบริเวณภายในตัวอ่อนที่มีเซลล์ HSC ที่คล้ายคลึงกันกับบริเวณ AGM ของสัตว์ นอกจากนี้ ในมนุษย์ เซลล์ที่มีศักยภาพในการแบ่งตัวสูงมากกว่า 80% มีอยู่ในตัวของตัวอ่อน แม้ว่าเซลล์ดังกล่าวจะมีอยู่ในถุงไข่แดงด้วยก็ตาม การวิเคราะห์อย่างละเอียดเกี่ยวกับตำแหน่งของเซลล์ดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าเซลล์ดังกล่าวหลายร้อยเซลล์ถูกเก็บรวบรวมเป็นกลุ่มที่แน่นหนาซึ่งอยู่ใกล้กับเอนโดธีเลียมของผนังด้านท้องของหลอดเลือดแดงใหญ่ด้านหลัง โดยลักษณะทางฟีโนไทป์ของเซลล์เหล่านี้คือเซลล์ CD34CD45+Lin ในทางตรงกันข้าม ในถุงไข่แดง รวมถึงอวัยวะสร้างเม็ดเลือดอื่นๆ ของตัวอ่อน (ตับ ไขกระดูก) เซลล์ดังกล่าวจะมีอยู่เพียงเซลล์เดียว

ดังนั้น ในตัวอ่อนของมนุษย์ ภูมิภาค AGM จะมีกลุ่มเซลล์สร้างเม็ดเลือดที่สัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับเอนโดทีเลียมด้านท้องของหลอดเลือดแดงใหญ่หลัง การสัมผัสนี้ยังถูกติดตามได้ในระดับภูมิคุ้มกันเคมีอีกด้วย ทั้งเซลล์ของกลุ่มเซลล์สร้างเม็ดเลือดและเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดแสดงปัจจัยการเจริญเติบโตของเอนโดทีเลียมในหลอดเลือด ลิแกนด์ Flt-3 ตัวรับ FLK-1 และ STK-1 ของปัจจัยการถอดรหัสของเซลล์ต้นกำเนิดมะเร็งเม็ดเลือดขาว ในภูมิภาค AGM อนุพันธ์ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันจะแสดงเป็นสายเซลล์กลมหนาแน่นที่ตั้งอยู่ตามหลอดเลือดแดงใหญ่หลังทั้งหมดและแสดงเทนแนสซิน ซี ซึ่งเป็นไกลโคโปรตีนของสารพื้นฐานที่มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในกระบวนการโต้ตอบระหว่างเซลล์และการอพยพ

เซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพหลายประการของบริเวณ AGM หลังการปลูกถ่ายสามารถฟื้นฟูการสร้างเม็ดเลือดในหนูที่ได้รับรังสีที่โตเต็มวัยได้อย่างรวดเร็ว และสร้างเม็ดเลือดที่มีประสิทธิผลได้เป็นเวลานาน (นานถึง 8 เดือน) ผู้เขียนไม่พบเซลล์ที่มีคุณสมบัติดังกล่าวในถุงไข่แดง ผลการศึกษานี้ได้รับการยืนยันจากข้อมูลของงานวิจัยอื่น ซึ่งแสดงให้เห็นว่าในตัวอ่อนในระยะเริ่มต้นของการพัฒนา (10.5 วัน) บริเวณ AGM เป็นแหล่งเซลล์เดียวที่สอดคล้องกับคำจำกัดความของ HSC ซึ่งฟื้นฟูการสร้างเม็ดเลือดแบบไมอีลอยด์และลิมฟอยด์ในผู้รับที่ได้รับรังสีที่โตเต็มวัย

เซลล์สโตรมาของสายพันธุ์ AGM-S3 ถูกแยกออกมาจากบริเวณ AGM ซึ่งเซลล์เหล่านี้สนับสนุนการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดที่มุ่งมั่น ได้แก่ CFU-GM, BFU-E, CFU-E และหน่วยสร้างโคโลนีแบบผสมในวัฒนธรรม เนื้อหาของหน่วยหลังในระหว่างการเพาะเลี้ยงบนชั้นย่อยอาหารของเซลล์สายพันธุ์ AGM-S3 จะเพิ่มขึ้นจาก 10 เป็น 80 เท่า ดังนั้น สภาพแวดล้อมจุลภาคของบริเวณ AGM จึงมีเซลล์ฐานของสโตรมาซึ่งสนับสนุนการสร้างเม็ดเลือดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น บริเวณ AGM เองอาจทำหน้าที่เป็นอวัยวะสร้างเม็ดเลือดของตัวอ่อน ซึ่งเป็นแหล่งของ HSC ที่แน่นอน นั่นคือ HSC ที่สร้างเนื้อเยื่อสร้างเม็ดเลือดของสัตว์โตเต็มวัย

การตรวจภูมิคุ้มกันแบบขยายขององค์ประกอบของเซลล์ในบริเวณ AGM แสดงให้เห็นว่าบริเวณดังกล่าวมีเซลล์เม็ดเลือดที่มีศักยภาพหลายแบบ แต่ยังมีเซลล์ที่ทำหน้าที่สร้างความแตกต่างของเม็ดเลือดขาวชนิดไมอีลอยด์และลิมฟอยด์ (ลิมโฟไซต์ชนิดทีและบี) ด้วย อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์โมเลกุลของเซลล์ CD34+c-kit+ แต่ละเซลล์จากบริเวณ AGM โดยใช้ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสเผยให้เห็นการกระตุ้นยีนเบตาโกลบินและไมอีโลเปอร์ออกซิเดสเท่านั้น แต่ไม่พบยีนลิมฟอยด์ที่เข้ารหัสการสังเคราะห์ CD34, Thy-1 และ 15 การกระตุ้นยีนเฉพาะสายพันธุ์บางส่วนเป็นลักษณะเฉพาะของขั้นตอนออนโทเจเนติกส์ในระยะเริ่มต้นของการสร้าง HSC และเซลล์ต้นกำเนิด เมื่อพิจารณาว่าจำนวนเซลล์ต้นกำเนิดที่มุ่งมั่นในบริเวณ AGM ของตัวอ่อนอายุ 10 วันมีจำนวนน้อยกว่าในตับประมาณ 2-3 เท่า อาจกล่าวได้ว่าในวันที่ 10 ของการสร้างตัวอ่อน การสร้างเม็ดเลือดในบริเวณ AGM เพิ่งจะเริ่มต้นขึ้น ในขณะที่ในอวัยวะสร้างเม็ดเลือดหลักของทารกในครรภ์ในช่วงเวลานี้ สายการสร้างเม็ดเลือดได้พัฒนาไปแล้ว

อันที่จริงแล้ว ต่างจากเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดของถุงไข่แดงและบริเวณ AGM ก่อนหน้านี้ (9-11 วัน) ซึ่งสร้างเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดในทารกแรกเกิดแต่ไม่ใช่ในสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มวัย เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดของตับตัวอ่อนอายุ 12-17 วันไม่จำเป็นต้องมีการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดในระยะหลังคลอดอีกต่อไป และจะเข้าไปสร้างเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดในอวัยวะสร้างเม็ดเลือดของสัตว์ที่โตเต็มวัยไม่ต่างจากทารกแรกเกิด หลังจากการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดของตับตัวอ่อน การสร้างเม็ดเลือดในหนูที่ได้รับรังสีที่โตเต็มวัยจะมีลักษณะโพลีโคลนัล นอกจากนี้ การใช้โคโลนีที่ติดฉลากยังแสดงให้เห็นว่าการทำงานของโคลนที่ปลูกถ่ายนั้นขึ้นอยู่กับการสืบทอดโคลนัลที่เปิดเผยในไขกระดูกของสัตว์ที่โตเต็มวัยโดยสมบูรณ์ ดังนั้น HSC ของตับตัวอ่อนที่ได้รับการติดฉลากภายใต้เงื่อนไขที่อ่อนโยนที่สุด โดยไม่ทำการกระตุ้นล่วงหน้าด้วยไซโตไคน์จากภายนอก จึงมีคุณสมบัติหลักของ HSC ของผู้ใหญ่แล้ว นั่นคือ ไม่จำเป็นต้องมีไมโครเอนไวรอนเมนต์หลังตัวอ่อนในระยะเริ่มต้น เข้าสู่ภาวะพักตัวลึกหลังการปลูกถ่าย และจะถูกเคลื่อนย้ายเข้าสู่การก่อตัวของโคลนตามลำดับตามแบบจำลองการสืบทอดของโคลน

เห็นได้ชัดว่าจำเป็นต้องพิจารณาปรากฏการณ์ของการสืบทอดโคลนอย่างละเอียดมากขึ้น การสร้างเม็ดเลือดแดงดำเนินการโดยเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่มีศักยภาพในการแบ่งตัวสูงและมีความสามารถในการแยกความแตกต่างเป็นเซลล์ตั้งต้นของเซลล์เม็ดเลือดทุกสาย ที่ความเข้มข้นปกติของการสร้างเม็ดเลือด เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดส่วนใหญ่จะอยู่ในสถานะพักตัวและถูกเคลื่อนย้ายเพื่อการแบ่งตัวและการแยกความแตกต่าง โดยสร้างโคลนที่เข้ามาแทนที่กันตามลำดับ กระบวนการนี้เรียกว่าการสืบทอดโคลน หลักฐานการทดลองของการสืบทอดโคลนในระบบเม็ดเลือดได้รับจากการศึกษากับ HSCs ที่มีเครื่องหมายการถ่ายโอนยีนย้อนกลับ ในสัตว์ที่โตเต็มวัย การสร้างเม็ดเลือดจะคงอยู่โดยโคลนเม็ดเลือดที่ทำงานพร้อมกันจำนวนมาก ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของ HSCs โดยอาศัยปรากฏการณ์ของการสืบทอดโคลน จึงมีการพัฒนาวิธีการสร้างประชากรใหม่สำหรับการระบุ HSCs ตามหลักการนี้ จะมีการแยกแยะระหว่างเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดระยะยาว (LT-HSC) ซึ่งมีความสามารถในการฟื้นฟูระบบเม็ดเลือดตลอดชีวิต และเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดระยะสั้น ซึ่งทำหน้าที่นี้ในช่วงระยะเวลาจำกัด

หากเราพิจารณาเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจากมุมมองของแนวทางการสร้างเซลล์ใหม่ ลักษณะเฉพาะของเซลล์เม็ดเลือดของตับตัวอ่อนคือความสามารถในการสร้างกลุ่มเซลล์ที่มีขนาดใหญ่กว่าเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจากเลือดสายสะดือหรือไขกระดูกอย่างมีนัยสำคัญ และสิ่งนี้ใช้ได้กับกลุ่มเซลล์ทุกประเภท ข้อเท็จจริงเพียงอย่างเดียวนี้บ่งชี้ถึงศักยภาพในการแบ่งตัวของเซลล์เม็ดเลือดของตับตัวอ่อนที่สูงกว่า คุณสมบัติเฉพาะของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดของตับตัวอ่อนคือวงจรเซลล์ที่สั้นกว่าเมื่อเทียบกับแหล่งอื่น ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งจากมุมมองของประสิทธิผลของการสร้างเซลล์ใหม่ระหว่างการปลูกถ่ายอวัยวะสร้างเม็ดเลือด การวิเคราะห์องค์ประกอบของเซลล์ในสารแขวนลอยของเม็ดเลือดที่ได้จากแหล่งของสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มวัยบ่งชี้ว่าในทุกขั้นตอนของการสร้างเซลล์ใหม่ เซลล์นิวเคลียสจะแสดงโดยเซลล์ที่แยกความแตกต่างในที่สุดเป็นหลัก ซึ่งจำนวนและลักษณะปรากฏของเซลล์ขึ้นอยู่กับอายุการสร้างเซลล์ใหม่ของผู้บริจาคเนื้อเยื่อเม็ดเลือด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การแขวนลอยของเซลล์โมโนนิวเคลียร์ของไขกระดูกและเลือดจากสายสะดือประกอบด้วยเซลล์ที่โตเต็มที่ของกลุ่มลิมฟอยด์มากกว่า 50% ในขณะที่เนื้อเยื่อสร้างเม็ดเลือดของตับของตัวอ่อนมีลิมโฟไซต์น้อยกว่า 10% นอกจากนี้ เซลล์ของกลุ่มไมอีลอยด์ในตับของตัวอ่อนและของทารกในครรภ์นั้นประกอบด้วยกลุ่มเอริโทรไซต์เป็นหลัก ในขณะที่ในเลือดสายสะดือและไขกระดูกนั้น องค์ประกอบของเม็ดเลือดขาว-แมคโครฟาจจะพบมากที่สุด

นอกจากนี้ ยังมีความสำคัญที่ตับของตัวอ่อนจะมีเซลล์ตั้งต้นของระบบสร้างเม็ดเลือดที่สมบูรณ์ โดยเซลล์เหล่านี้ ได้แก่ เซลล์เม็ดเลือดแดง เซลล์เม็ดเลือดขาว เซลล์เมกะคาริโอโปเอติก และเซลล์ที่สร้างโคโลนีหลายสายพันธุ์ เซลล์ตั้งต้นที่ดั้งเดิมกว่าอย่าง LTC-IC สามารถขยายพันธุ์และแยกความแตกต่างในหลอดทดลองได้นาน 5 สัปดาห์ขึ้นไป และยังคงกิจกรรมการทำงานหลังจากการปลูกถ่ายเข้าไปในร่างกายของผู้รับในระหว่างการปลูกถ่ายยีนจากคนอื่นและแม้แต่จากต่างสายพันธุ์ให้กับสัตว์ที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง

ประโยชน์ทางชีววิทยาของเซลล์เม็ดเลือดแดงในตับของตัวอ่อน (มากถึง 90% ขององค์ประกอบทั้งหมดในการสร้างเม็ดเลือด) เกิดจากความจำเป็นในการให้เม็ดเลือดแดงแก่ทารกที่กำลังพัฒนาในปริมาณเลือดที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในตับของตัวอ่อน การสร้างเม็ดเลือดแดงจะแสดงโดยเซลล์เม็ดเลือดแดงในนิวเคลียสที่มีความสมบูรณ์ในระดับต่างๆ ซึ่งประกอบด้วยฮีโมโกลบินของทารก (a2u7) ซึ่งเนื่องจากมีความสัมพันธ์กับออกซิเจนที่สูงกว่า จึงช่วยให้สามารถดูดซึมฮีโมโกลบินจากเลือดของมารดาได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเพิ่มขึ้นของการสร้างเม็ดเลือดแดงในตับของตัวอ่อนสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นในบริเวณนั้นของการสังเคราะห์อีริโทรโพเอติน (EPO) ที่น่าสังเกตคือ การมีเอริโทรโปอิเอตินเพียงอย่างเดียวก็เพียงพอต่อการบรรลุศักยภาพในการสร้างเม็ดเลือดของเซลล์สร้างเม็ดเลือดในตับของตัวอ่อน ในขณะที่ไซโตไคน์และปัจจัยการเจริญเติบโตที่ประกอบด้วย EPO, SCF, GM-CSF และ IL-3 เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการมุ่งมั่นของ HSC ในไขกระดูกและเลือดจากสายสะดือในการสร้างเม็ดเลือด ในขณะเดียวกัน เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดระยะเริ่มต้นที่แยกได้จากตับของตัวอ่อน ซึ่งไม่มีตัวรับสำหรับ EPO จะไม่ตอบสนองต่อเอริโทรโปอิเอตินจากภายนอก สำหรับการเหนี่ยวนำการสร้างเม็ดเลือดในเซลล์โมโนนิวเคลียร์ของตับของตัวอ่อนที่แขวนลอยอยู่ จำเป็นต้องมีเซลล์ที่ไวต่อเอริโทรโปอิเอตินขั้นสูงที่มีฟีโนไทป์ CD34+CD38+ ซึ่งแสดงออกถึงตัวรับ EPO

ในเอกสารทางวิชาการ ยังไม่มีฉันทามติเกี่ยวกับการพัฒนาของการสร้างเม็ดเลือดในช่วงตัวอ่อน ความสำคัญในการทำงานของแหล่งเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่อยู่ภายนอกและภายในตัวอ่อนนั้นยังไม่ได้รับการยืนยัน อย่างไรก็ตาม ไม่มีข้อสงสัยว่าในกระบวนการสร้างเม็ดเลือดของมนุษย์ ตับเป็นอวัยวะสำคัญในการสร้างเม็ดเลือด และในช่วงสัปดาห์ที่ 6 ถึง 12 ของการตั้งครรภ์ ตับจะทำหน้าที่เป็นแหล่งหลักของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่อาศัยอยู่ในม้าม ต่อมไทมัส และไขกระดูก GDR ช่วยให้การทำงานของหน้าที่ที่เกี่ยวข้องดำเนินไปในช่วงก่อนและหลังคลอด

ควรสังเกตอีกครั้งว่าตับของตัวอ่อนเมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งอื่นๆ มีลักษณะเฉพาะคือมีปริมาณ HSC สูงที่สุด ประมาณ 30% ของเซลล์ CD344 ของตับของตัวอ่อนมีลักษณะ CD38 ในขณะเดียวกัน จำนวนเซลล์ต้นกำเนิดลิมฟอยด์ (CD45+) ในระยะเริ่มต้นของการสร้างเม็ดเลือดในตับมีไม่เกิน 4% ได้มีการพิสูจน์แล้วว่าเมื่อทารกในครรภ์เจริญเติบโต ตั้งแต่สัปดาห์ที่ 7 ถึง 17 ของการตั้งครรภ์ จำนวนเซลล์ B-lymphocytes จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ โดยเพิ่มขึ้นทีละ 1.1% ต่อเดือน ในขณะที่ระดับ HSC จะลดลงอย่างถาวร

กิจกรรมการทำงานของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดยังขึ้นอยู่กับระยะเวลาการพัฒนาของตัวอ่อนของแหล่งที่มาด้วย การศึกษาเกี่ยวกับกิจกรรมการสร้างโคโลนีของเซลล์ตับของตัวอ่อนมนุษย์ในช่วงตั้งครรภ์ 6-8 และ 9-12 สัปดาห์ระหว่างการเพาะเลี้ยงในอาหารกึ่งเหลวที่มี SCF, GM-CSF, IL-3, IL-6 และ EPO แสดงให้เห็นว่าจำนวนโคโลนีทั้งหมดสูงขึ้น 1.5 เท่าเมื่อเพาะ HSC ของตับของตัวอ่อนในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา ในเวลาเดียวกัน จำนวนเซลล์ต้นกำเนิดไมอีโลโพอีซิส เช่น CFU-GEMM ในตับในช่วงตั้งครรภ์ 6-8 สัปดาห์นั้นสูงกว่าจำนวนเซลล์ในช่วงตั้งครรภ์ 9-12 สัปดาห์ถึง 3 เท่า โดยทั่วไป กิจกรรมการสร้างโคโลนีของเซลล์ตับของตัวอ่อนในช่วงตั้งครรภ์ไตรมาสแรกนั้นสูงกว่าเซลล์ตับของทารกในครรภ์ในไตรมาสที่สองของการตั้งครรภ์อย่างมีนัยสำคัญ

ข้อมูลข้างต้นบ่งชี้ว่าตับของตัวอ่อนในช่วงเริ่มต้นของการสร้างตัวอ่อนนั้นมีความแตกต่างไม่เพียงแค่จากปริมาณเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดในระยะเริ่มต้นที่เพิ่มขึ้นเท่านั้น แต่เซลล์เม็ดเลือดของตับนั้นยังมีลักษณะเฉพาะด้วยสเปกตรัมการแบ่งตัวที่กว้างขึ้นเป็นสายเซลล์ต่างๆ อีกด้วย ลักษณะของกิจกรรมการทำงานของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดของตับของตัวอ่อนเหล่านี้อาจมีความสำคัญทางคลินิกในระดับหนึ่ง เนื่องจากลักษณะเชิงคุณภาพทำให้เราคาดหวังผลการรักษาที่ชัดเจนได้เมื่อทำการปลูกถ่ายเซลล์จำนวนเล็กน้อยที่ได้รับในระยะเริ่มต้นของการตั้งครรภ์

อย่างไรก็ตาม ปัญหาปริมาณเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่จำเป็นสำหรับการปลูกถ่ายอย่างมีประสิทธิผลยังคงไม่ชัดเจนและเกี่ยวข้องกัน โดยกำลังมีการพยายามแก้ไขปัญหาดังกล่าวโดยใช้ศักยภาพสูงในการขยายพันธุ์เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดของตับตัวอ่อนในหลอดทดลองเมื่อได้รับการกระตุ้นด้วยไซโตไคน์และปัจจัยการเจริญเติบโต ด้วยการส่งเลือดต้นกำเนิดเม็ดเลือดของตับตัวอ่อนในระยะเริ่มต้นอย่างต่อเนื่องในไบโอรีแอ็กเตอร์ หลังจากผ่านไป 2-3 วัน ก็สามารถผลิตเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดในปริมาณที่สูงกว่าระดับเริ่มต้นถึง 15 เท่า สำหรับการเปรียบเทียบ ควรสังเกตว่าต้องใช้เวลาอย่างน้อย 2 สัปดาห์จึงจะผลิตเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจากสายสะดือของมนุษย์ได้เพิ่มขึ้น 20 เท่าภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน

ดังนั้น ตับของตัวอ่อนจึงแตกต่างจากแหล่งเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดอื่นๆ โดยมีปริมาณเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่รับการสร้างและเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดระยะเริ่มต้นสูงกว่า ในการเพาะเลี้ยงที่มีปัจจัยการเจริญเติบโต เซลล์ตับของตัวอ่อนที่มีฟีโนไทป์ CD34+CD45Ra1 CD71l0W จะสร้างกลุ่มเซลล์ได้มากกว่าเซลล์เม็ดเลือดสายสะดือที่คล้ายกันถึง 30 เท่า และมากกว่าเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดไขกระดูก 90 เท่า ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดที่สุดในแหล่งที่ระบุคือปริมาณเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดระยะเริ่มต้นที่สร้างกลุ่มเซลล์แบบผสม โดยปริมาณ CFU-GEMM ในตับของตัวอ่อนจะมากกว่าในเลือดสายสะดือและไขกระดูก 60 และ 250 เท่าตามลำดับ

นอกจากนี้ ยังมีความสำคัญที่เซลล์ตับมากกว่า 60% มีส่วนเกี่ยวข้องกับการทำงานของระบบสร้างเม็ดเลือดจนถึงสัปดาห์ที่ 18 ของการพัฒนาตัวอ่อน (ช่วงที่เริ่มมีการสร้างเม็ดเลือดในไขกระดูก) เนื่องจากทารกในครรภ์ไม่มีต่อมไทมัสและไม่มีเซลล์ไทโมไซต์จนกว่าจะถึงสัปดาห์ที่ 13 ของการพัฒนา การปลูกถ่ายเซลล์สร้างเม็ดเลือดจากตับของตัวอ่อนที่มีอายุครรภ์ 6-12 สัปดาห์ช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดปฏิกิริยา "กราฟต์ต่อต้านโฮสต์" ได้อย่างมาก และไม่จำเป็นต้องคัดเลือกผู้บริจาคที่เข้ากันได้ทางเนื้อเยื่อ เนื่องจากทำให้บรรลุไคเมอริซึมของเม็ดเลือดได้ค่อนข้างง่าย