Hemopoiesis[med]

5,936 views

Published on

Published in: Technology, Health & Medicine
0 Comments
8 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
5,936
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
3
Actions
Shares
0
Downloads
347
Comments
0
Likes
8
Embeds 0
No embeds

No notes for slide
  • שלום וכו '.... אנו נספר לכם על תאי גזע ושילובם בישומים עכשוויים ועתידיים בתחום של הנדסת רקמות . היות וניתנה בקורס של דרור הרצאה מקיפה בנושא תאי הגזע , הרי שעל העקרונות הבסיסיים נעבור בזריזות .
  • תאי הגזע הם תאים לא ממוינים בעלי פוטנציאל חלוקה גבוה , אשר יכולים לייצר תאים מומחים של רקמות שונות או תאי גזע נוספים . באופן כללי , הם מתחלקים לשתי קבוצות על פי המקור ממנו הם מופקים , אך ההגדרה הזו גם מחלקת אותם לפי קריטריונים נוספים . הקבוצה הראשונה היא תאי גזע עובריים , שמבודדים מה - Inner cell mass של הבלסטוציסט . מהתאים הללו ייווצרו כל סוגי התאים של האדם הבוגר . על כן , הם נקראים " פלורי - פוטנטיים ". תאי גזע בוגרים מופקים מרקמות שונות של אורגניזם בוגר . באופן " מסורתי ", נהוג לייחס לתאי גזע בוגרים את היכולת לייצר תאים ממויינים המשתייכים לסוג הרקמה ממנו נלקחו , אבל לאחרונה מצטברות עדויות על כך שזה לא מדוייק – נרחיב בהמשך .
  • מה בעצם מאפיין את כל תאי הגזע ? 3 תכונות שמשותפות לכולם : תא גזע איננו ממוין באופן סופי . הוא יכול להתחלק ללא הגבלה . תא הבת שהוא התוצאה של ההתחלקות עשוי להיות תא גזע זהה או תא שיתמיין ויהפוך לתא מומחה .
  • נהוג לאפיין את תאי הגזע השונים לפי פוטנציאל החלוקה שלהם : תאים טוטיפוטנטיים – תאים בעלי פוטנציאל להפוך לאורגניזם שלם . לקטגוריה הזו משתייכים , בעצם , רק הביצית המופרית והתאים בשתי החלוקות הראשונות . תאים פלוריפוטנטים : תאים בעלי פוטנציאל התמיינות לכל רקמות הגוף , אך לא ליצירת אורגניזם שלם . לקבוצה הזו משתייכים התאים המופקים מה - inner cell mass בלסטוציסט . תאים מולטיפוטנטיים הם בעלי פוטנציאל חלוקה המוגבל לסוגי התאים של הרקמה ממנה הם מופקים . כאלו הם רוב תאי הגזע הבוגרים . תאי גזע יוני - פוטנטיים מוגבלים ליצירת תאים מסוג אחד בלבד . לד ': תאי גזע של הכבד ( הפאטוציטים ).
  • Hemopoiesis[med]

    1. 1. <ul><li>Prasit Chanarat </li></ul><ul><li>Clinical microscopy AMS. CMU. </li></ul>Hemopoiesis
    2. 2. HEMOPOIESIS Objectives   1. Describe the ontogeny of hemopoiesis 2. Discuss the theories of hemopoiesis 3. Discuss the totipotential stem cells, committed stem cells, progenitor sells, precursor cells 4. Discuss a regulation of hemopoiesis and hemopoietic proliferation 5. Describe composition and function of blood
    3. 3. Whole Blood <ul><li>Fluid - Plasma </li></ul><ul><li>Cell - WBC (Leukocytes) </li></ul><ul><li>- Platelets (Thrombocytes) </li></ul><ul><li>- RBC (Erythrocytes) </li></ul><ul><li>Clotted blood ----- Serum </li></ul><ul><li>Anticoagulated blood ----- Plasma </li></ul><ul><li>Fibrinogen ----( thrombin )-> Fibrin </li></ul><ul><li>Antocoagulants : EDTA, Heparin </li></ul><ul><li>EDTA : removes Ca +2 </li></ul><ul><li>Heparin : neutralizes thrombin </li></ul>
    4. 4. Plasma <ul><li>Protein : Albumin, Globulin (alpha-1, alpha-2, Beta, gamma), fibrinogen, clotting factors </li></ul><ul><li>(Coagulation factors) </li></ul><ul><li>Amino acids, peptides, glucose, lipids, lactic acid, </li></ul><ul><li>enzymes, vitamins, hormones, BUN, uric acid, </li></ul><ul><li>creatinine, electrolytes (Na + , K + , Ca + 2 , Mg + 2 , Ci - , HCO 3 - , SO 4 - 2 , etc.) </li></ul>
    5. 5. Hemopoiesis Hemapoiesis (Hematopoiesis) Hemo = Hemato = Blood Poiesis = Production Hemopoiesis system Bone marrow, spleen, liver, thymus, lymphnode
    6. 6. Hematopoiesis <ul><li>Production and Development of Blood Cells </li></ul><ul><li>Pluripotent Stem Cell </li></ul><ul><li>- Continuous Self-Replication </li></ul><ul><li>- Gives Rise to All Blood Cell Lines </li></ul><ul><li>Growth Factors (Cytokines) - Promote Differentiation Into Mature Blood Elements </li></ul>
    7. 7. Hemopoiesis Phases 1. Embryonic or prenatal phase - mesoblastic peroid - hepatic period - myeloid period 2. Post-natal phase - medullary hemopoiesis - extramedullary hemopoiesis
    8. 12. Hemopoiesis PHSC CSC Diff. Compartment Circulation <------ Proliferation ---------------------> Differentiation --------------------> Maturation -----------------------> Release -------------------------> PHSC = Pluripotent hemopoietic stem cells CSC = Committed stem cells
    9. 13. Theories of Hemopoiesis I. Monophyletic theory Totipotential stem cells II Polyphyletic theory Dualists Trialists Polyphyletists
    10. 14. Stem Cells and their Therapeutic Potential
    11. 15. What are “stem cells”? Stem cells Embryonic Adult
    12. 16. The defining properties of a stem cell <ul><li>It is not terminally differentiated. </li></ul><ul><li>It can divide without limit. </li></ul><ul><li>When it divides, the daughter cell has 2 “choices”: </li></ul><ul><ul><ul><li>Remain a stem cell. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Terminally differentiate . </li></ul></ul></ul>
    13. 17. Varying Potentials of Stem Cells: <ul><ul><li>Totipotent cells . Fertilized oocyte (zygote) & progeny of the first two cell divisions. Cells able to form the whole organism. </li></ul></ul><ul><ul><li>Pluripotent cells . Obtained from the inner cell mass of the blastocyst , able to differentiate into almost all cells of the three germ layers – but not into an embryo . </li></ul></ul><ul><ul><li>Multipotential cells . Found in most tissues, these cells can produce a limited range of differentiated cell lineages appropriate to their location (e.g., Hematopoietic stem cells from the bone marrow). </li></ul></ul><ul><ul><li>Unipotential cells . Cells capable of generating only one cell type (epidermal stem cells, adult liver stem cells). </li></ul></ul>
    14. 19. Leukopoiesis Objective: 1. Classification of WBC 2. Leukopoiesis 2.1 Granulopoiesis 2.2 Monopoiesis 2.3 Lymphopoiesis 2.4 Plasmopoiesis 3. Factors affecting leukopoiesis
    15. 20. Classification of WBC 1. Shape of the nucleus 1.1 mononuclear : Lymphocyte, Monocyte 1.2 Polymorphonuclear : PMN, Eos, Baso 2. Granules 2.1 Granulocytes : PMN, Eos, Baso 2.2 Agranulocyte : Lymphocyte, Monocyte 3. Site of origin Myeloid cells / Lymphoid cells 4. Function / Phagocyte : Macrophage - Monocyte Microphage - PMN
    16. 21. Leukopoiesis Study 1. Morphology 2. Biochemical markers 3. Immunological markers 4. Gene markers
    17. 22. Stage of Granulopoiesis Stem cell Myeloblast Promyelocyte Basophilic Neutrophilic Eosinophilic Myelocyte Myelocyte Myelocyte Metamyelocyte Metamyelocyte Metamyelocyte Band Band Band Basophil Neutrophil (PMN) Eosinophil
    18. 23. Regulation of Neutrophil Production Bone Marrow Blood stream Tissue Proliferatrion Circulating Move freely compartment compartment Storage Marginating Move compartment compartment restricted (Area of infection) Release control
    19. 24. Neutropenia : PMN decrease Neutrophilia : PMN increase Cytokine : Multi-CSF (IL-3) GM-CSF G-CSF IL-6 Granulopoietin (Granulocytic growth factor)
    20. 25. Eosinophilia : Eos. increase Cytokine : IL-3 IL-5 GM-CSF ECF-A (Eosinophilic chemotactic factor of anaphylaxis)
    21. 26. Basophilia : Baso. increase Cytokine : GM-CSF IL-4 IL-9
    22. 27. Monopoiesis Stem cell Monoblast Promonocyte Monocyte
    23. 28. Monocytosis : Monocyte increase Cytokine : IL-3 GM-CSF M-CSF
    24. 29. Tissue macrophage Osteoclast : Bone Macrophage : Lymphoid tissue Kupffer cell : Liver Microglia cell : Brain Serosal macrophage : Pleural cavity Alveolar macrophage : Lung
    25. 30. Lymphopoiesis <ul><li>Within thymus : is not antigen dependent </li></ul><ul><li>Within lymphnode / spleen : mediated by </li></ul><ul><li>antigen stimulation </li></ul><ul><li>- molecular nature of antigen </li></ul><ul><li>- antigen dose </li></ul><ul><li>- circulating antibody levels </li></ul><ul><li>- handling of antigen by RE cells </li></ul><ul><li>- proliferation of thymus-derived cells </li></ul><ul><li>- thymic humoral factors </li></ul>
    26. 31. Central Lymphoid Peripheral Lymphoid Thymus T-lymph CMI Stem Th Ts cells Bursal B-lymph Plasma cell equivalent HMI
    27. 32. Stage of T-cell differentiation Thymic cortex - Stage I (Early thymocyte) - Stage II (Common thymocyte) Thymic medulla - Stage III (Late thymocyte) Peripheral blood - Mature cell - Activated T-cell (See picture of Immunophenotype of Ontogeny T-cell)
    28. 33. Biochemical marker Thymocyte Stage I II III T-cell TdT ++ ++ + - ADA ++ ++ ++ ++ PNP + + ++ ++ dCK +++ + + + 5’NT + +/- ++ ++ Tdt = Terminal deoxytransferase; ADA = Adenosine deaminase; PNP = Purine nucleoside phosphorylase; dCK = Deoxycytidine kinase; 5’NT = 5’-Nucleotidase
    29. 34. Molecular Marker Thymocyte Stage I II III T-cell TCR- beta rearr. -------------------------- TCR- beta mRNA ------------------- TCR -gamma gene rearr. -------------------------- TCR -gamma mRNA --------- TCR -alpha mRNA ------------------- CD3 mRNA -------------------------- Cytoplasmic CD3 -------------------- Surface CD3/TCR -----------
    30. 35. Stage of Human B-cell Stem cell Pre-B Resting Activated Proliferating Differentiating Secretory
    31. 36. Plasmopoiesis B-cell Plasmoblast (Plasmablast) Proplasmocyte (Proplasmacyte) Plasma cell
    32. 37. Lymphocyte Growth Factor Cytokine Cell Function IL-1 Monocyte T-cell activation IL-2 T-cell Proliferation of activated T-cell IL-3 T-cell For T-cell subset and myeloid cell BGCF T-cell For B-cell BCDF T-cell For B-cell Ig synthesis
    33. 38. Factors Affecting Lymphopoiesis <ul><li>Age </li></ul><ul><li>Diet </li></ul><ul><li>Steroid - Testosterone </li></ul><ul><li>Thyroxine </li></ul><ul><li>Thymosine </li></ul><ul><li>Infection - Viral </li></ul><ul><li>- Bacterial - Pertussis </li></ul><ul><li>- Chronic disease - TB </li></ul>
    34. 39. Factors Affecting Lymphopoiesis <ul><li>Age </li></ul><ul><li>Diet </li></ul><ul><li>Steroid - Testosterone </li></ul><ul><li>Thyroxine </li></ul><ul><li>Thymosine </li></ul><ul><li>Infection - Viral </li></ul><ul><li>- Bacterial - Pertussis </li></ul><ul><li>- Chronic disease - TB </li></ul>
    35. 43. Erythroid Maturation Sequence Proerythroblast (Pronormoblast) Basophilic Normoblast Polychromatophilic Normoblast Orthochromatophilic Normoblast Reticulocyte Erythrocyte Early Intermediate Late
    36. 44. Hemopoietic progenitor cells CFU-GEMM (Granulocyte, erythrocyte, monocyte, megakaryocyte) CFU-GM (Granulocyte, monocyte) CFU-Eo (Eosinophil) CFU-Baso (Basophil) CFU-Meg (Megakaryocyte) BFU-E (Erythrocyte) CFU-E (Erythrocyte) CFU = Colony forming unit; BFU = Burst forming unit
    37. 45. Hemopoietic growth factors <ul><li>A family of hormones </li></ul><ul><li>As cytokines </li></ul><ul><li>Regulatation </li></ul><ul><li>- proliferation </li></ul><ul><li>- differentiation </li></ul><ul><li>- maturation of progenitor cells </li></ul><ul><li>- survival and function of mature cells </li></ul><ul><li>Hemopoietin </li></ul>
    38. 46. Cytokines <ul><li>Produced by </li></ul><ul><li>- monocyte - fibroblast </li></ul><ul><li>- lymphocyte - endothelial cells </li></ul><ul><li>Act several target cells </li></ul><ul><li>- fibroblast - hemopoietic cell </li></ul><ul><li>- lymphoid cell - hepatocyte </li></ul><ul><li>- endocrine cell </li></ul>
    39. 47. Cytokines Family <ul><li>Interferons </li></ul><ul><li>- IFN-alpha, IFN-beta, IFN-gamma </li></ul><ul><li>Interleukins </li></ul><ul><li>- IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, ……. IL-15 </li></ul><ul><li>CSF (Colony stimulating factors) </li></ul><ul><li>- G-CSF, GM-CSF, M-CSF, EPO </li></ul><ul><li>Growth factors </li></ul><ul><li>- TGF-beta-1, TGF-beta-2, …. TFG-beta-5 </li></ul><ul><li>- EGF, FGF </li></ul><ul><li>( T = transforming, E = epidermal, F = fibroblast) </li></ul>
    40. 48. Cellular Cytokines Production (1) <ul><li>Endothelial cells </li></ul><ul><li>- GM-CSF, G-CSF, M-CSF, IL-6 </li></ul><ul><li>Macrophage </li></ul><ul><li>- GM-CSF, G-CSF, M-CSF, IL-3, IL-6, EPO, SCF </li></ul><ul><li>T cells </li></ul><ul><li>- GM-CSF, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5 </li></ul><ul><li>Fibroblast </li></ul><ul><li>- GM-CSF, G-CSF, M-CSF, IL-6, SCF </li></ul>
    41. 49. Cellular Cytokines Production (2) <ul><li>NK cells - GM-CSF </li></ul><ul><li>PMN - G-CSF, GM-CSF </li></ul><ul><li>B cells </li></ul><ul><li>- GM-CSF, M-CSF, IL-2, IL-5, IL-6 </li></ul><ul><li>Marrow stroma </li></ul><ul><li>- GM-CSF, G-CSF, M-CSF, IL-6, IL-3, SCF, IL-11 </li></ul><ul><li>Renal parenchyma, Liver, Bone marrow </li></ul><ul><li>- EPO </li></ul>
    42. 50. Control Mechanism of Hemopoiesis Depend on 1. Nature cells 2.Humoral factors : EPO, Granulopoietin, thrombopoietin, CSF, GM-CSF, IL-1, Cytokines, etc. 3. Cell-cell interaction 4. Pharmacologic substances : Chalone (inhibit stem cells)
    43. 51. THE END

    ×