造血干细胞（Hematopoietic stem cells, HSCs）是血液生成的基础，涉及未分化细胞的增殖与分化，形成成熟的血细胞。通过这一过程，造血系统每天可以产生数以千亿计的血细胞，确保正常的血液循环。HSCs 属于稀少的多能性细胞，具备自我更新的能力，主要存在于骨髓中，同时也可在脐带血和外周血中找到其身影。

HSCs 是一类异质性细胞，可以细分为长期自我更新和短期自我更新的亚群体，其中长期自我更新的HSCs 是理想的造血干细胞移植来源。依据向淋系和髓系的极化能力，HSCs 可进一步分为三类：能够产生数量相近的淋巴和髓系细胞的HSCs，能够产生极少量淋巴细胞的HSCs，以及仅产生少量髓系细胞的HSCs。

HSCs 的分化至成熟血细胞并进入血液循环的过程，需要经历一系列演变。HSCs 的子代细胞逐渐失去自我更新的能力，同时分化潜能受到抑制，从而形成具有定向分化能力的祖细胞系。HSCs 的增殖与自我更新和向各种血细胞的分化，需依赖特定的细胞因子和生长因子。例如，干细胞因子(SCF)和血小板生成素(TPO)被认为是HSCs 发育与自我更新的重要因子；而一系列白介素（如IL-2、IL-3、IL-4、IL-6、IL-7、IL-12等）则能影响HSCs 的分化与成熟。此外，集落刺激因子(CSFs)，如粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)，可特异性刺激HSCs 向定向祖细胞分化。

除了细胞因子与生长因子，小分子在干细胞研究与应用中也逐渐成为重要工具，众多学者正在探索其对HSCs 的调控可能性。目前的研究重点集中在HSCs 的体外扩增上，一些小分子已被证实能从不同方面影响造血干细胞的增殖，包括自我更新、凋亡与分化抑制等。例如，UM171、SR1、P18IN003、BIO和Garcinol等小分子能够促进HSCs 的自我更新，而DEAB则可以抑制HSCs 的分化；zVADfmk与5-HT则可抑制HSCs 的凋亡。

多年的研究表明，HSCs 在移植后有能力完全重建造血系统，使其成为临床上常规使用的干细胞之一。HSCs 移植最常见于血液和骨髓恶性肿瘤患者在经过化疗和放疗后的造血系统重建。用于移植的HSCs 可来自骨髓、外周血或脐带血，既可以是自体（患者自身细胞），也可以是异体（来自基因型匹配的供者）。尽管异体HSCs 移植面临诸如移植物抗宿主病(GVHD)、感染、黏膜炎、静脉闭塞性疾病及新发恶性肿瘤等并发症，其治疗风险依然很高。

虽然HSCs 的移植技术已相当成熟，但提高其成功率仍是一大挑战。这些挑战包括提高欠发达国家患者接受HSCs 移植的机会，更深入了解移植排斥反应与GVHD发生的免疫学机制，以及开发新的HSCs 来源和技术来获取足够数量的细胞等。

近年来，HSCs 的应用进入临床基因编辑疗法的新领域，允许HSCs 跨胚层分化为其他类型的成熟细胞。尽管这些研究尚在起步阶段，但为将HSCs 应用于非造血系统的再生医学治疗带来了希望。

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