具体实施方式

下面参考附图详细描述本发明的实施例，需要说明的是，所描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。同时，对于本文中的某些术语进行解释和说明，这些解释和说明仅用于方便本领域技术人员的理解，而不应看作是对保护范围的限制。

本文中，术语“干细胞”是指能够分化为其他细胞类型的细胞，所述其他细胞类型包括具有具体的特化功能的细胞。干细胞可以根据来源分为成人/成体干细胞或者胚胎干细胞，也可以根据效力分为全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞和单能干细胞。利用干细胞进行分化培养，可以获得造血干细胞。

本文中，造血干/祖细胞(HS/PC)是具有自我更新和产生所有血细胞谱系能力的单细胞。造血细胞移植在多种疾病的治疗中发挥着重要的作用。但是通常造血细胞移植存在一个潜在的缺点，就是它们是含有造血干/祖细胞的混合物，包括造血干/祖细胞和非造血干/祖细胞。移植过程中可能导致一些并发症和副作用。因此鉴定和分离可用于造血细胞移植的造血干/祖细胞，具有重要的意义。

本发明的发明人经过研究发现，CD44可以用作造血干/祖细胞的标志物，CD44表达阳性的细胞即为造血干/祖细胞，从而可以用来指示造血干/祖细胞。CD44可以和其他标志物，例如CD38、CD43、CD34或者CD45等联用，用于指示造血干/祖细胞。而且相较于其他标志物，研究发现CD44表现出更优异的表征效果。以CD43和CD44对于造血干/祖细胞的表征效果进行说明。体外分化获得的HS/PC不能在体外维持培养，体外培养过程中HS/PC会逐渐丧失多能性，而这种多能性的变化并不能被CD43所表征。也就是说，CD43并不会随着HS/PC多能性的下降而表达降低，并不能很好地表征真正的HS/PC。而CD44会随着HS/PC多能性的下降而表达降低，并且CD44阳性标记的HSC保持多能性。即通过CD43表征的是含有HS/PC的混合细胞群，而CD44能在这群细胞中把HS/PC进行一定程度的富集。此外，在体外分化条件下利用人多能干细胞进行造血分化获得的新生的造血干/祖细胞中，CD44⁺的新生细胞才具有永久造血产生的造血干/祖细胞的特征，CD44^-的新生细胞则表现出原始造血的特征。

所提到的“CD44”是指在来源于人骨髓、外周血、脐带血及体外分化获得的某些造血干细胞和祖细胞上选择性表达的造血干/祖细胞抗原。其他的CD34、CD43等有相似的含义，用来表示所选择性表达的抗原。能够表达CD44的细胞即为CD44表达阳性细胞，可以用CD44⁺表示。相应地，不表达CD44的细胞即为CD44表达阴性细胞，即为CD44^-。利用所发现的造血干/祖细胞的标志物CD44，可以用于造血干/祖细胞的筛选或者诊断，或者造血干/祖细胞的检测，或者是造血干/祖细胞的制备。本文中，无论是所提到的筛选，诊断，检测还是制备，其都是根据CD44对于造血干/祖细胞的指示作用即可以实现。本领域技术人员可以根据需要，用作不同的目的，但均包含在本发明所要求保护的范围之内。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种试剂盒，所述试剂盒用于诊断或者筛选造血干/祖细胞，所述试剂盒包括检测CD44的试剂。应用所提到的试剂盒可以用于CD44的检测，从而可以用于造血干/祖细胞的检测和筛选。所提到的试剂可以是本领域常用的蛋白检测或者鉴定的试剂。例如可以是适用于FACS分选的试剂，也可以是适用于免疫磁珠鉴定的试剂，或者是蛋白的亲和层析检测的试剂等等。

本发明还提供了一种制备用于鉴定造血干/祖细胞的方法，包括：筛选结合CD44的抗体，作为用于鉴定造血干/祖细胞的抗体。应用该方法所制备的抗体，可以用作制备药物。例如可以与其他药学上可用的辅料制备药物。药物可以以溶液、悬浮液、凝胶、固体或者冻干粉末等制剂形式存在。通过所提供的药物，可以用作治疗血液系统疾病、免疫系统疾病或者心血管疾病。例如可以用于治疗白血病、淋巴瘤、骨髓瘤、地产中贫血等多种疾病。

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

实施例1利用人多能干细胞(hPSCs)进行体外分化培养获得造血干/祖细胞，并验证了CD44⁺的细胞才具有造血干/祖细胞的多谱系分化潜能。具体步骤如下：

(1)将hPSCs进行体外单层造血分化，分化到第八天后利用表面抗体CD43及CD44进行分选，分选出CD43⁺CD44⁺及CD43⁺CD44^-两群细胞，随后进行后续的集落形成实验(CFU)、体外共培养分化实验和体内骨髓腔分化实验，来检测这两类细胞的各谱系血液细胞分化潜能(如图1所示)。

(2)CFU实验是检测培养细胞增殖、分化能力的有效方法之一。其是通过将单个细胞在体外持续增殖6代以上，其后代形成一个细胞群体，称为集落，通过计算集落的形成情况，可以用来测试细胞的增殖及分化能力。实验结果如图2所示。图2中A为相差显微镜下观察到的集落形态图，其中E代表红系；G代表粒系；M代表巨噬系；GM代表粒-巨噬混合系；Mix代表红-粒、红-巨噬或红-粒-巨噬混合系。ND代表未检测到。图2中B是A图中所形成集落的单细胞进行Giemsa染色的形态图。图2中C为CFU实验中集落类型及数量统计分析结果，纵坐标为每5000体外造血干/祖细胞对应的CFU数。图2中D为CFU实验中集落类型比例统计分析结果，纵坐标为各集落类型所占的比例。

结果表明，CD43⁺CD44⁺的细胞能够有效分化形成髓系的各类集落，而CD43⁺CD44^-的细胞则仅能形成红系和少量的粒系及巨噬系，且CD43⁺CD44⁺的细胞增殖能力明显高于CD43⁺CD44^-的细胞。这说明体外分化得到的表现为CD43⁺的HS/PC中，CD44⁺的细胞才具有完整的髓系分化潜能。

(3)体外共培养分化实验结果表明，CD43⁺CD44⁺的细胞能够有效分化得到髓系及淋系的血液细胞，但CD43⁺CD44^-的细胞观察不到增殖现象且检测不到淋系分化，而仅能检测到少量的髓系分化(如图3所示)。图3中A为流式分析体外分化获得的CD44⁺细胞在体外共培养分化体系下的多能性结果图，图3中B为流式分析体外分化获得的CD44^-细胞在体外共培养体系下的多能性结果图；图上方数字表示不同的检测时间(W：周)；图内的数字(利用梯形门或者十字门所标出来的数字)表示不同细胞的比例；其中不同的标志物分别表征不同的细胞，具体如下：

hCD45⁺hCD14⁺hCD15^-:巨噬细胞；

hCD45⁺hCD14^-hCD15⁺：粒细胞；

hCD45⁺hCD235a⁺hCD41^-:红细胞；

hCD45⁺hCD235a^-hCD41⁺:巨核细胞；

hCD45⁺hCD19⁺hCD56^-:B淋巴细胞；

hCD45⁺hCD19^-hCD56⁺:自然杀伤细胞；

hCD45⁺hCD4^-hCD8⁺:CD4^-CD8⁺T细胞；

hCD45⁺hCD4⁺hCD8^-:CD4⁺CD8^-T细胞；

hCD45⁺hCD4⁺hCD8⁺:CD4⁺CD8⁺T细胞。

MS5与OL4(即OP9-hDL4)为共培养体系基质细胞。

这一结果说明体外分化得到的CD43⁺的HP/SC中，CD44⁺的细胞才具有髓系及淋系分化潜能。

(4)体内骨髓腔分化实验结果如图4所示，实验结果表明，将CD43⁺CD44⁺的细胞注射到小鼠骨髓腔中，两周后能够检测到分化得到人源的髓系血液细胞，而CD43⁺CD44^-的细胞在注射到小鼠骨髓腔两周后仅能检测到十分少量且谱系分化有限的人源细胞。图4中A为流式分析体外分化获得的CD44⁺细胞在体内骨髓腔分化体系下的多能性结果图，图4中B为流式分析体外分化获得的CD44^-细胞在体内骨髓腔分化体系下的多能性结果图；其中图上方数字表示检测时间(W：周)，图内的数字表示不同细胞的比例；不同的标志物分别用来表征不同的细胞，具体如下：

hCD45⁺hCD14⁺hCD15^-:巨噬细胞；

hCD45⁺hCD14^-hCD15⁺:粒细胞；

hCD45⁺hCD235a⁺hCD41^-:红细胞；

hCD45⁺hCD235a^-hCD41⁺:巨核细胞。

本实验进一步说明了利用hPSCs体外分化得到的HS/PC中，CD44⁺的细胞才具有造血干/祖细胞的多谱系分化潜能。

实施例2

实施例2从人体外周血中分离获得造血干/祖细胞，并结合CD34和CD44标志物进行表征，并经验证确定CD34⁺CD44⁺的造血干/祖细胞才具有多谱系分化潜能。具体包括如下步骤：

(1)如图5所示，将动员后人体外周血(即通过药物处理，使得骨髓中的造血干/祖细胞进入外周血，从而增加外周血中造血干/祖细胞的含量)进行分离后，得到的单核细胞再利用CD34抗体磁珠进行初级纯化，然后利用表面抗体CD34及CD44进行分选，分选出CD34⁺CD44⁺及CD34⁺CD44^-两群细胞，随后进行后续的集落形成实验(CFU)、体外共培养分化实验和体内骨髓腔分化实验，来检测这两类细胞的各谱系血液细胞分化潜能。

(2)CFU实验结果如图6所示。其中图6中A为相差显微镜下观察到的集落的形态图。其中标号E代表红系；标号G代表粒系；标号M代表巨噬系；标号GM代表粒-巨噬混合系；标号Mix代表红-粒、红-巨噬或红-粒-巨噬混合系。标号ND代表未检测到。图6中B代表A中所形成集落的单细胞Giemsa染色的形态图。图6中C代表CFU实验中集落类型及数量统计分析结果(CFU/1000体内造血干/祖细胞)。图6中D代表CFU实验中集落类型比例统计分析结果(CFU/1000体内造血干/祖细胞)。

实验结果表明，体内分离得到的CD34⁺CD44⁺细胞能够有效分化形成髓系的各类集落，而CD34⁺CD44^-的细胞则仅能形成红系和少量的粒系及巨噬系，这说明体内CD34⁺的HS/PC中，CD44⁺的细胞才具有完整的髓系分化潜能。

(3)体外共培养分化实验结果表明，体内分离得到的CD34⁺CD44⁺细胞增殖能力明显强于CD34⁺CD44^-的细胞，且能够有效分化得到髓系及淋系的血液细胞，而CD34⁺CD44^-的细胞仅能检测到少量的髓系分化，而且基本检测不到淋系分化(如图7所示)。图7中A为流式分析体内造血干/祖细胞在体外共培养分化体系下的髓系潜能结果图，图7中B为流式分析体内造血干/祖细胞在体外共培养分化体系下的淋系潜能结果图。图上方数字表示检测时间(W：周)，图内的数字表示不同细胞的比例；不同的标志物分别用来表征不同的细胞，其中：

hCD45⁺hCD14⁺hCD15^-:巨噬细胞；

hCD45⁺hCD14^-hCD15⁺:粒细胞；

MS5与OL4(即OP9-hDL4)为共培养体系基质细胞；

hCD45⁺hCD4^-hCD8⁺:CD4^-CD8⁺T细胞；

hCD45⁺hCD4⁺hCD8^-:CD4⁺CD8^-T细胞；

hCD45⁺hCD4⁺hCD8⁺:CD4⁺CD8⁺T细胞。

这一结果说明体内CD34⁺的HS/PC中，CD44⁺的细胞才具有髓系及淋系分化潜能。

(4)体内骨髓腔分化实验结果表明，将体内分离得到的CD34⁺CD44⁺细胞注射到小鼠骨髓腔中，两周后能够检测到分化得到人源的髓系及淋系血液细胞，而CD34⁺CD44^-的细胞在注射到小鼠骨髓腔两周后基本已检测不到人源细胞(图8)。图8中上排为流式分析体内获得的CD44⁺细胞在体内骨髓腔分化体系下的多能性结果图；图8中下排为流式分析体内获得的CD44^-细胞在体内骨髓腔分化体系下的多能性结果图；图上方数字表示检测时间(W：周)；图内的数字表示不同细胞的比例，不同的标志物用来表征不同的细胞，其中：

hCD45⁺hCD14⁺hCD15^-:巨噬细胞；

hCD45⁺hCD14^-hCD15⁺:粒细胞；

hCD45⁺hCD19⁺hCD56^-:B淋巴细胞；

hCD45⁺hCD19^-hCD56⁺:自然杀伤细胞。

本实验进一步说明了体内分离得到的HS/PC中，CD44⁺的细胞才具有造血干/祖细胞的多谱系分化潜能。

实施例3

利用人多能干细胞(hPSCs)进行体外分化培养获得造血干/祖细胞，并验证了CD43⁺CD44⁺的细胞才具有永久造血产生的造血干/祖细胞的特征。

具体步骤如下：

(1)将hPSCs进行体外单层造血分化，分化到第八天后，对贴壁细胞分别进行以下3个实验：①对新生HS/PC进行免疫荧光分析；②对新生HS/PC进行流式分析③利用表面抗体CD31,CD43及CD44进行分选，分选出CD31⁺CD43^-CD44^-,CD31⁺CD43^-CD44⁺,CD31⁺CD43⁺CD44^-及CD31⁺CD43⁺CD44⁺四群细胞，随后进行后续的集落形成实验(CFU)、基因表达分析和体外培养实验。以上实验旨在检测CD44作为永久造血产生的HS/PC的能力(如图9所示)。

(2)免疫荧光是检测细胞表面抗原表达水平的有效方法之一。其是通过将贴壁细胞进行固定，再通过特异性抗体染色，来检测细胞表面是否有相应的抗原表达，从而来鉴定细胞的类型。实验结果如图10所示。图10为免疫荧光显微镜下观察到的细胞形态，箭头指示的是CD43⁺CD44^-的细胞；三角形指示的CD43⁺CD44⁺细胞。其中CD31作为内皮细胞标志物，CD43作为造血祖细胞标志物。

结果表明，CD31⁺CD43⁺的HS/PC前体细胞中，只有部分细胞表达CD44，说明CD31⁺CD43⁺的细胞是一个异质性的群体，而CD44可以作为区分这一异质性的标志物。

(3)流式分析结果同样表明(如图11所示，图中数字表示不同细胞的比例)，CD31⁺CD43⁺的HS/PC前体细胞中，只有部分细胞表达CD44，说明CD31⁺CD43⁺的细胞是一个异质性的群体，而CD44可以作为区分这一异质性的标志物。

(4)Q-PCR分析是检测细胞内基因表达水平的有效方法。Q-PCR分析表明(如图12所示，***p<0.001)，CD43⁺CD44⁺的细胞显著高表达永久造血相关的基因，CD43⁺CD44^-的细胞显著高表达原始造血相关的基因，而CD43^-CD44^+/-的细胞则表现出内皮细胞的特性，缺少造血相关基因的表达。

结果表明，CD43⁺CD44⁺的细胞才具有永久造血产生的造血干/祖细胞的特征。

(4)体外培养实验旨在检测不同类型细胞在体外培养过程中的增殖及表面蛋白表达变化。如图13中A所示(为不同造血祖细胞的体外培养增殖变化图，其中**p<0.01，***p<0.001)，体外培养过程中，CD43⁺CD44^-的细胞无增殖能力，细胞数量逐渐减少；而CD43⁺CD44⁺的细胞在体外表现出一定的增殖能力，48小时内，细胞数量明显增加，而后逐渐减少。且图13中B(不同造血祖细胞的体外培养流式分析图)表明，体外培养过程中，CD43⁺CD44⁺细胞的CD44表达逐渐下降，变为CD43⁺CD44^-的细胞。

以上结果说明，CD43⁺CD44⁺的细胞具有类似永久造血产生的造血干/祖细胞的增殖能力，且在体外培养过程中，会逐渐丧失多能性。

(5)集落分化实验(CFU)表明(如图14所示)，CD43⁺CD44⁺的细胞分化的红系集落比CD43⁺CD44^-细胞分化的更大，而且，CD43⁺CD44⁺的细胞分化的红系集落中，相对于CD43⁺CD44^-细胞分化的红系集落，高表达永久造血相关的珠蛋白基因HBB，而低表达原始造血相关的珠蛋白基因HBE和HBG1。其中图14中上图为相差显微镜下观察到的集落形态，下图为红系集落珠蛋白相关基因的表达分析结果，其中***p<0.001。

这一结果进一步说明，CD43⁺CD44⁺的细胞才具有永久造血产生的造血干/祖细胞的特征。

本实验进一步说明了利用hPSCs体外分化得到的HS/PC中，CD44⁺的细胞才具有造血干/祖细胞的潜能。

以上结果表明，无论是在体内还是在体外条件下，CD44⁺的细胞才具有造血干/祖细胞的多谱系分化潜能。CD44可以用作造血干/祖细胞的标志物，用于区分原始造血与永久造血，用作造血干/祖细胞的筛选和鉴定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。