造血祖细胞抗原CD34

CD34是一种分子细胞表面抗原,分子量约为110 kD,可在人造血祖细胞上选择性表达。

细胞遗传学位置:1q32.2
基因座标(GRCh38):1:207,880,971-207,911,124

▼ 克隆和表达
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在萨瑟兰等人手中(1988),高度纯化的CD34抗原的部分氨基酸分析显示与任何先前描述的结构没有明显的序列相似性。顺序免疫沉淀和Western印迹分析表明,尽管这些分子具有数个结构相似性,但该抗原不是白细胞素/唾液酸蛋白家族的成员。

Simmons等(1992)分离了CD34的cDNA克隆。他们指出,该基因除造血祖细胞外还由小血管内皮细胞表达,并且是一种迄今未知功能的唾液铝蛋白。

对CD34 cDNA的研究允许He等人(1992)证明其编码I型跨膜蛋白,与其他已知蛋白无明显同源性。

▼ 其他功能
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Sutherland等(1993)提供了一个综述,包括潜在的临床应用,从受肿瘤污染的骨髓中选择造血干细胞祖细胞,以准备移植和基因治疗中的基因操作。

▼ 基因结构
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Satterthwaite等(1992)报道CD34基因横跨26 kb并且有8个外显子。使用RNase保护,他们证明CD34转录的起始位点在翻译起始位点上游258 bp。他等(1992)显示,CD34的上游调控序列不包含TATA或CAAT框序列,但鉴定了MYB,MYC和ETS样结合基序。

▼ 基因功能
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组织特异性干细胞的广泛自我更新能力确保了上皮细胞的持续更新。同样,上皮肿瘤的维持依赖于癌症干细胞,而癌症干细胞具有干细胞的特性。在鼠皮中,卵泡形态发生由特异性表达CD34的膨大干细胞驱动。Malanchi等(2008)确定了早期表皮肿瘤的细胞群,其特征在于其表型和功能与正常膨大的皮肤干细胞相似。该群体包含癌干细胞,这是仅有的具有肿瘤起始特性的细胞。从这些癌症干细胞衍生的移植物保留了原发肿瘤的分级组织。Malanchi等(2008)描述了β-连环蛋白(116806信号是维持癌症干细胞表型必不可少的。β-catenin基因的切除导致癌症干细胞的丢失和肿瘤的完全消退。此外,Malanchi等(2008年)提供了证据表明增加的β-catenin信号传导参与了人类恶性鳞状细胞癌。Malanchi等(2008年)得出结论,由于Wnt /β-catenin信号对于正常表皮体内稳态不是必不可少的,因此这种机制上的差异可能会靶向消除癌症干细胞,从而根除鳞状细胞癌。

▼ 测绘
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通过使用CD34 cDNA探针对一组人类/小鼠体细胞杂种的DNA进行Southern印迹分析,Tenen等(1990)证明了CD34的基因位于1q12-qter。通过原位杂交,Howell等人(1991)将分配范围缩小到1q32。通过荧光原位杂交,Satterthwaite等(1992)将该基因定位到1q32。

▼ 动物模型
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为了分析CD34在造血中的作用,Cheng等(1996)在小鼠体内产生的两个胚胎干(ES)细胞均未表达该粘蛋白。对CD34无效ES细胞衍生的胚状体中卵黄囊样造血发育的分析显示,类红血球和髓样分化均明显延迟,这可以通过用表达完整或截短胞质结构域的CD34构建体转染突变ES细胞来逆转。尽管这些胚胎造血祖细胞数量减少,但CD34无效小鼠仍正常发育,并且成年血液的造血特征显得很典型。但是,在成年CD34缺陷的动物中,来源于骨髓和脾脏的造血祖细胞的集落形成活性显着降低。

造血干细胞(HSC)产生所有血细胞。CD34是一种类似唾液白蛋白的粘附分子,在百分之几的原始骨髓细胞中表达。在人类骨髓中,几乎所有的菌落形成单位活动都存在于表达人类CD34的人群中。在灵长类动物中,CD34阳性细胞,而不是CD34阴性细胞,在致死性辐照的狒狒中重新繁殖。另一方面,在小鼠造血中,HSC几乎仅存在于CD34阴性至低级分中。Okuno等(2002年)用人类基因组P1人工染色体克隆制作了跨越整个CD34基因组基因座的转基因小鼠品系。在所有转基因小鼠品系中,包括小鼠CD34阴性或-low细胞在内的绝大多数表型和功能性HSC群体均表达人CD34转基因。这些数据强烈支持CD34阳性人类骨髓细胞包含可以在整个生命中维持造血功能的长期HSC的观点。

Hidalgo等人使用荧光活体显微镜(IVM)进行归巢测定(2002年)研究了经皮下辐射的非肥胖糖尿病(NOD)/重度联合免疫缺陷(SCID)小鼠的骨髓再填充,这些小鼠在先天和适应性免疫功能方面均具有多种缺陷,其人CD34阳性造血祖细胞可从脐带血获得或来自成人骨髓或外周血。人造血祖细胞在NOD / SCID骨髓微血管中滚动并停滞,新生脐带血细胞的滚动能力远低于成年细胞。NOD / SCID Selp(173610)-/-Sele(131210)几乎消除了滚动和保留)-/-小鼠和NOD / SCID Sele-/-小鼠中。流式细胞仪和IVM分析表明,新生儿缺陷是由于无法结合Selp的脐带血CD34阳性细胞表达非功能形式的SELLPG(600738)所致。该细胞亚群富含CD34阳性/ CD38(107270)-低/阴性祖细胞。Hidalgo等(2002)提出操纵选择素及其配体的表达可以改善脐带血CD34阳性细胞向骨髓的归巢。