卵黄囊的造血干细胞

显然，造血干细胞的各种增殖和分化潜能是由其个体发育的特性决定的，因为在个体发育过程中，人类造血主要区域的定位也会发生变化。胎儿卵黄囊中的造血祖细胞致力于形成专门的红细胞生成细胞系。当原代造血干细胞迁移到肝脏和脾脏后，这些器官微环境中的分化细胞系谱系会扩展。特别是，造血干细胞获得了生成淋巴系细胞的能力。在胎儿期，造血祖细胞到达最终定位区域并进入骨髓。在宫内发育过程中，胎儿血液中含有大量的造血干细胞。例如，在妊娠第13周，造血干细胞（HSC）水平达到单核细胞总数的18%。随后，其含量逐渐下降，但即使在出生前，脐带血中的造血干细胞数量也与骨髓中的造血干细胞数量相差无几。

按照传统观念，哺乳动物胚胎发育过程中造血定位的自然变化是通过多能造血干细胞从卵黄囊迁移到肝脏、脾脏和骨髓等新的微环境来实现的。由于在胚胎发育的早期阶段，造血组织含有大量的干细胞，而这些干细胞随着胎儿的成熟而减少，因此，从妊娠5-8周的流产组织中分离的胚胎肝脏造血组织被认为是最有希望获得造血干细胞的来源。

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关于造血干细胞起源的问题

毫无疑问，胚胎时期红细胞的形成起源于卵黄囊的血岛。然而，卵黄囊造血细胞的体外分化潜能非常有限（它们主要分化为红细胞）。需要注意的是，卵黄囊造血干细胞移植在很长一段时间内无法恢复造血功能。事实证明，这些细胞并非成人造血干细胞（HSC）的前体。真正的造血干细胞（HSC）出现得更早，在宫内发育的第3-5周，位于胃组织和血管内皮形成区（主动脉旁内脏胸膜，P-SP），以及主动脉、生殖腺和原发性肾脏的位置——中肾或所谓的AGM区域。研究表明，AGM区域的细胞不仅是造血干细胞（HSC）的来源，也是血管内皮细胞以及参与骨组织形成过程的破骨细胞的来源。妊娠第6周，来自AGM区域的早期造血祖细胞会迁移至肝脏，肝脏是胎儿的主要造血器官，直至出生。

由于这一点从细胞移植的角度来看极为重要，因此人类胚胎发生过程中造血干细胞的起源问题值得更详细的阐述。哺乳动物和鸟类的造血干细胞源自胚胎外来源的经典观点基于 Metcalf 和 Moore 的研究，他们首次使用克隆方法从卵黄囊中分离出造血干细胞及其后代。他们的研究成果成为了迁移理论的基础，根据该理论，造血干细胞首先出现在卵黄囊中，随着相应微环境的形成，依次进入暂时性造血器官和最终造血器官。由此确立了以下观点：最初位于卵黄囊中的造血干细胞的生成是最终造血的细胞基础。

卵黄囊造血祖细胞属于最早的造血祖细胞。其表型用公式AA4.1+CD34+c-kit+描述。与成熟的骨髓造血干细胞（HSC）不同，它们不表达Sca-1抗原和MHC分子。卵黄囊造血干细胞在培养过程中，其表面膜上标志物抗原的出现似乎与其在胚胎发育过程中的分化（即形成定向造血细胞系）相对应：CD34和Thy-1抗原表达水平下降，CD38和CD45RA表达水平上升，并出现HLA-DR分子。随后，在细胞因子和生长因子的诱导下，体外特化作用开始，特定细胞系的造血祖细胞特异性抗原开始表达。然而，对三大纲（两栖动物、鸟类和哺乳动物）脊椎动物代表的胚胎造血的研究结果，特别是对出生后个体发生中负责确定性造血的 HSC 来源的分析，与经典概念相矛盾。已经确定，在所有被考虑的纲的代表中，胚胎发生过程中形成了两个独立的 HSC 产生区域。胚胎外“经典”区域以卵黄囊或其类似物为代表，而最近发现的 HSC 定位的胚胎内区域包括主动脉旁间充质和 AGM 区域。今天，可以争辩的是，在两栖动物和鸟类中，确定性 HSC 起源于胚胎内来源，而在哺乳动物和人类中，卵黄囊 HSC 参与确定性造血尚不能完全排除。

卵黄囊中的胚胎造血实际上是原始红细胞生成，其特征是在红细胞成熟和胎儿型血红蛋白合成的各个阶段保留细胞核。根据最新数据，原始红细胞生成波在胚胎发育第8天于卵黄囊中结束。随后是确定性红系祖细胞（BFU-E）的积累期，这些细胞仅在卵黄囊中形成，并于妊娠第9天首次出现。在胚胎发生的下一阶段，确定性红系祖细胞（CFU-E）以及（！）肥大细胞和CFU-GM已经形成。这是以下观点的基础：确定性祖细胞起源于卵黄囊，随血流迁移，定居于肝脏，并迅速启动胚胎内造血的第一阶段。根据这些概念，卵黄囊一方面可以被认为是原始红细胞生成的场所，另一方面也可以被认为是胚胎发育过程中确定性造血祖细胞的最初来源。

研究表明，早在妊娠第8天，即胚胎和卵黄囊的血管系统闭合之前，即可从卵黄囊中分离出具有高增殖潜能的集落形成细胞。此外，从卵黄囊中分离出的具有高增殖潜能的集落形成细胞在体外形成的集落，其大小和细胞组成与骨髓干细胞培养生长的相应参数并无差异。同时，与使用骨髓造血祖细胞相比，将具有高增殖潜能的卵黄囊集落形成细胞移植回体内，可以形成更多子代集落形成细胞和多能祖细胞。

作者通过研究结果得出了关于卵黄囊造血干细胞在最终造血中作用的最终结论。在该研究中，作者获得了卵黄囊内皮细胞系 (G166)，该细胞系能够有效支持其细胞的增殖，且具有造血干细胞 (HSC) 的表型和功能特征（AA4.1+WGA+、低密度和弱粘附性）。在 C166 细胞饲养层上培养 8 天后，后者的含量增加了 100 倍以上。在 C166 细胞亚层上生长的混合集落中可以鉴定出巨噬细胞、粒细胞、巨核细胞、原始细胞和单核细胞以及 B 和 T 淋巴细胞前体细胞。在作者的实验中，生长在内皮细胞亚层上的卵黄囊细胞具有自我繁殖能力，并且可耐受多达三次传代。在患有严重联合免疫缺陷症 (SCID) 的成熟小鼠中，造血功能在其辅助下恢复，并伴有所有类型白细胞以及 T 淋巴细胞和 B 淋巴细胞的形成。然而，作者在其研究中使用了 10 日龄胚胎的卵黄囊细胞，此时胚胎内外血管系统均已关闭，因此我们无法排除卵黄囊细胞中存在胚胎内造血干细胞的可能性。

同时，对在卵黄囊和胚胎血管系统融合前（妊娠8-8.5天）分离的早期发育造血细胞的分化潜能进行分析，发现卵黄囊内存在T细胞和B细胞的前体，而胚胎体内则不存在。在体外系统中，通过在胸腺上皮细胞和上皮下细胞单层上的两阶段培养方法，卵黄囊单核细胞分化为前T细胞和成熟T淋巴细胞。在相同的培养条件下，但在肝脏和骨髓基质细胞单层上，卵黄囊单核细胞分化为前B细胞和成熟的IglVT-B淋巴细胞。

这些研究的结果表明，免疫系统细胞有可能从卵黄囊的胚外组织中发育出来，并且原代T细胞和B细胞系的形成取决于胚胎造血器官基质微环境的因素。

其他作者也发现卵黄囊中含有具有淋巴分化潜能的细胞，且由此产生的淋巴细胞在抗原特征上与性成熟动物的淋巴细胞并无差异。已证实8-9日龄胚胎的卵黄囊细胞能够恢复无胸腺细胞胸腺中的淋巴细胞生成，并出现成熟的CD3+CD4+和CD3+CD8+淋巴细胞，这些淋巴细胞拥有已形成的T细胞受体库。因此，胸腺可以由胚外来源的细胞填充，但不能排除早期T淋巴细胞前体细胞从胚胎内淋巴细胞生成来源迁移到胸腺的可能性。

同时，将卵黄囊造血细胞移植到成年受辐射受体体内，并不总是能够使耗竭的造血组织定位区长期重建，而且体外卵黄囊细胞形成的脾脏集落明显少于AGM区域细胞。在某些情况下，使用9日龄胚胎的卵黄囊细胞，仍然有可能在受辐射受体体内实现造血组织的长期（长达6个月）重建。作者认为，具有CD34+c-kit+表型的卵黄囊细胞不仅在重建耗竭的造血器官的能力上与AGM区域的细胞并无差异，而且由于卵黄囊中含有的卵黄囊细胞数量几乎是AGM区域的37倍，因此它们能够更有效地恢复造血功能。

值得注意的是，实验使用了带有造血干细胞标记抗原（c-kit+和/或CD34+和CD38+）的卵黄囊造血细胞，并将其直接注射到妊娠第18天注射白消安的雌性小鼠后代的肝脏或腹腔静脉中。由于白消安导致造血干细胞的消除，这些新生动物自身的骨髓生成受到急剧抑制。卵黄囊造血干细胞移植后，在受体小鼠的外周血中检测到了含有供体标记物——甘油磷酸脱氢酶——的形成因子，持续11个月。研究发现，卵黄囊造血干细胞（HSC）能够恢复血液、胸腺、脾脏和骨髓中淋巴系、髓系和红系细胞的含量，并且肝内注射卵黄囊细胞的嵌合水平高于静脉注射。作者认为，早期胚胎（最多10天）的卵黄囊造血干细胞需要与肝脏的造血微环境进行初步相互作用，才能成功进入成年受体的造血器官。胚胎发生过程中可能存在一个独特的发育阶段，卵黄囊细胞最初迁移至肝脏，随后获得进入成熟受体造血器官基质的能力。

在这方面，应该指出的是，在将骨髓细胞移植到经过辐射的成熟接受者体内后，免疫系统细胞的嵌合现象相当常见——在后者的血液中，供体表型的细胞在接受者的B细胞、T淋巴细胞和粒细胞中数量相当多，这种情况至少持续6个月。

哺乳动物的造血细胞在胚胎发育第7天首次通过形态学方法检测出来，其特征是卵黄囊血管内的造血岛。然而，卵黄囊中的自然造血分化仅限于保留细胞核并合成胎儿血红蛋白的原代红细胞。尽管如此，传统上认为卵黄囊是造血干细胞（HSC）迁移到发育中胚胎造血器官并在成年动物中提供最终造血功能的唯一来源，因为造血干细胞在胚胎体内的出现与卵黄囊和胚胎血管系统的闭合相吻合。有数据支持这一观点：卵黄囊细胞在体外克隆后可产生粒细胞和巨噬细胞，在体内克隆后可产生脾脏集落。随后，在移植实验过程中确定卵黄囊的造血细胞（在卵黄囊中只能分化为原代红细胞）在新生和成年 SCID 小鼠的肝脏微环境中，在耗竭的胸腺或基质饲养层中获得了重新填充造血器官的能力，即使在成年受体动物中也能恢复所有造血系。原则上，这使我们能够将它们归类为真正的 HSC - 在出生后发挥作用的细胞。据推测，卵黄囊与 AGM 区域一起，是哺乳动物最终造血的 HSC 来源，但它们对造血系统发育的贡献仍不清楚。在哺乳动物早期胚胎发生中存在两个功能相似的造血器官的生物学意义也不清楚。

对这些问题的答案的探索仍在继续。在体内实验中，我们证实了在8-8.5日龄胚胎的卵黄囊中存在能够恢复淋巴细胞生成的细胞，这些细胞能够用于亚致死剂量辐射导致严重联合免疫缺陷（SCID）小鼠（这些小鼠T淋巴细胞和B淋巴细胞明显缺乏）中。卵黄囊造血细胞被腹膜内注射，并直接注射到脾脏和肝脏组织中。16周后，在受体小鼠体内检测到了TCR/CD34+ CD4+ 和 CD8+ T淋巴细胞以及带有供体MHC抗性基因标记的B-220+IgM+ B淋巴细胞。同时，作者并未在8-8.5日龄胚胎体内发现能够恢复免疫系统的干细胞。

卵黄囊造血细胞具有较高的增殖潜能，能够在体外长期自我增殖。一些作者根据红系祖细胞的增殖周期（近7个月）将这些细胞鉴定为造血干细胞（HSC）。红系祖细胞与红系骨髓祖细胞的不同之处在于，其传代周期更长、集落更大、对生长因子的敏感性更高，并且增殖周期更长。此外，在适当的卵黄囊细胞体外培养条件下，也能形成淋巴系祖细胞。

现有数据通常允许我们将卵黄囊视为造血干细胞（HSC）的来源，其分化程度较低，因此增殖潜力高于骨髓干细胞。然而，尽管卵黄囊中含有多能造血祖细胞，这些细胞能够在体外长期维持各种造血分化系，但衡量HSC完整性的唯一标准是其能否长期在受体造血器官中重新定植，而受体造血细胞已被破坏或存在基因缺陷。因此，关键问题在于卵黄囊中的多能造血细胞是否能够迁移并定植于造血器官，以及是否应该修改已知的、证明其能够通过形成主要造血系来重新定植于成熟动物造血器官的论证。早在20世纪70年代，人们就在鸟类胚胎中发现了明确的生殖干细胞（GSC）的胚胎内来源，这在当时就已经对GSC的胚胎外起源的既定观点提出了质疑，包括在其他脊椎动物类别的代表中也存在这种观点。近年来，出现了一些关于哺乳动物和人类中存在类似的含有生殖干细胞的胚胎内区域的出版物。

需要再次强调的是，该领域的基础知识对于实际细胞移植学至关重要，因为它不仅有助于确定造血干细胞（HSC）的首选来源，还有助于确定原代造血细胞与外来基因生物体相互作用的特征。已知将人胎肝造血干细胞在器官发生阶段引入绵羊胚胎会导致嵌合体动物的诞生，在这些动物的血液和骨髓中，3% 至 5% 的人类造血细胞是稳定存在的。同时，人类造血干细胞不会改变其核型，保持较高的增殖率和分化能力。此外，移植的异种造血干细胞不会与宿主生物体的免疫系统和吞噬细胞发生冲突，也不会转化为肿瘤细胞，这为深入开发使用转染了缺陷基因的造血干细胞或胚胎干细胞进行宫内遗传性病理矫正的方法奠定了基础。

但是在胚胎发生的哪个阶段进行这样的修正更为合适？这是首次在哺乳动物植入后（妊娠第 6 天）立即出现确定用于造血的细胞，此时仍缺乏造血分化的形态学迹象和推定的造血器官。在这个阶段，小鼠胚胎的分散细胞能够重新填充受辐射受体的造血器官，形成红细胞和淋巴细胞，这些红细胞和淋巴细胞分别在血红蛋白或甘油磷酸异构酶的类型上与宿主细胞不同，以及供体细胞的额外染色体标记（Tb）。在哺乳动物中，例如在鸟类中，在共同血管床闭合之前，造血细胞与卵黄囊同时出现在胚胎体内的主动脉旁内脏胸膜中。从AGM区分离出AA4.1+表型的造血细胞，并被鉴定为多能造血细胞，可分化为T淋巴细胞、B淋巴细胞、粒细胞、巨核细胞和巨噬细胞。这些多能祖细胞的表型与成年动物骨髓中的造血干细胞（CD34+c-kit+）非常接近。在AGM区的所有细胞中，AA4.1+多能细胞的数量很少——它们占该区域细胞总数的1/12以下。

在人类胚胎中，已鉴定出一个包含与动物AGM区域同源的造血干细胞（HSC）的胚胎内区域。此外，在人类中，超过80%具有高增殖潜能的多能细胞位于胚胎体内，尽管此类细胞也存在于卵黄囊中。对其定位的详细分析表明，数百个此类细胞聚集在紧密的群体中，靠近背主动脉腹壁内皮。从表型上讲，它们是CD34CD45+Lin细胞。相反，在卵黄囊以及胚胎的其他造血器官（肝脏、骨髓）中，此类细胞是单个的。

因此，在人类胚胎中，AGM 区域包含与背主动脉腹侧内皮细胞紧密相关的造血细胞簇。这种联系在免疫化学水平上也得到了追踪——造血细胞簇的细胞和内皮细胞均表达血管内皮生长因子 Flt-3 配体及其受体 FLK-1 和 STK-1，以及白血病干细胞的转录因子。在 AGM 区域中，间充质衍生物以密集的圆形细胞链为代表，这些细胞沿着整个背主动脉分布，并表达腱蛋白 C——一种积极参与细胞间相互作用和迁移过程的基质糖蛋白。

AGM区域的多能干细胞移植后，可快速恢复成熟受辐射小鼠的造血功能，并维持长时间（长达8个月）的有效造血功能。作者在卵黄囊中未发现具有此类特性的细胞。另一项研究的数据证实了这项研究的结果，该研究表明，在发育早期（10.5天）的胚胎中，AGM区域是符合造血干细胞定义的唯一细胞来源，可恢复成熟受辐射小鼠的髓系和淋巴系造血功能。

AGM-S3 基质细胞系从 AGM 区域分离，其细胞在培养中支持定向祖细胞 CFU-GM、BFU-E、CFU-E 和混合型集落形成单位的生成。在 AGM-S3 细胞系细胞的饲养层上培养时，后者的含量可增加 10 至 80 倍。因此，AGM 区域的微环境包含有效支持造血的基质基底细胞，因此 AGM 区域本身很可能充当胚胎造血器官——最终造血干细胞（即形成成年动物造血组织的造血干细胞）的来源。

对AGM区域细胞组成的扩展免疫表型分析表明，该区域不仅包含多能造血细胞，还包含定向分化为髓系和淋巴系（T淋巴细胞和B淋巴细胞）的细胞。然而，使用聚合酶链式反应对AGM区域中的单个CD34+c-kit+细胞进行分子分析，结果显示仅有β珠蛋白和髓过氧化物酶基因被激活，而编码CD34、Thy-1和15合成的淋巴系基因则未被激活。谱系特异性基因的部分激活是造血干细胞（HSC）和祖细胞生成早期个体发育阶段的特征。考虑到10天胚胎AGM区域中定向祖细胞的数量比肝脏中低2-3个数量级，可以认为在胚胎发生的第10天，AGM区域中的造血才刚刚开始，而在此时期胎儿的主要造血器官中，造血系已经发育完成。

事实上，与早期（9-11天）卵黄囊和AGM区域的造血干细胞不同，这些干细胞会重新填充新生儿的造血微环境，但不会填充成年动物的造血微环境。12-17天胚胎肝脏的造血祖细胞不再需要早期出生后的微环境，并且填充成年动物造血器官的能力丝毫不逊于新生儿。胚胎肝脏造血干细胞移植后，在接受辐射的成年受体小鼠中，造血功能呈现多克隆特征。此外，利用标记集落进行的研究表明，移植克隆的功能完全取决于成年骨髓中显示的克隆继承。因此，在最温和的条件下标记的胚胎肝脏 HSC，无需用外源性细胞因子进行预刺激，就已经具备了成年 HSC 的主要属性：它们不需要早期的胚后微环境，移植后进入深度休眠状态，并根据克隆演替模型依次动员起来进行克隆形成。

显然，有必要更详细地阐述克隆演替现象。红细胞生成由造血干细胞完成，这些干细胞具有高增殖潜能，能够分化成所有血细胞定向前体细胞系。在正常的造血强度下，大多数造血干细胞处于休眠状态，并被动员起来进行增殖和分化，依次形成相互替代的克隆。这一过程称为克隆演替。在利用逆转录病毒基因转移标记的造血干细胞（HSC）的研究中，获得了造血系统中克隆演替的实验证据。在成年动物中，造血是由许多同时发挥作用的造血克隆（HSC的衍生物）维持的。基于克隆演替现象，已经开发出一种用于识别造血干细胞的再增殖方法。根据这一原则，造血干细胞分为长期造血干细胞（LT-HSC），能够在一生中恢复造血系统，以及短期造血干细胞，在有限的时间内发挥此功能。

如果我们从再增殖方法的角度考虑造血干细胞，那么胚胎肝造血细胞的独特之处在于它们能够形成比脐带血或骨髓造血干细胞生长中更大的集落，并且所有类型的集落都如此。仅凭这一点就表明胚胎肝造血细胞具有更高的增殖潜力。胚胎肝造血祖细胞的独特之处在于其细胞周期比其他来源的更短，这对于移植过程中造血器官再增殖的有效性至关重要。对成熟生物体来源的造血悬液细胞组成的分析表明，在个体发育的所有阶段，核细胞主要由最终分化的细胞组成，其数量和表型取决于造血组织供体的个体发育年龄。具体而言，骨髓和脐血单核细胞悬浮液中淋巴系成熟细胞占50%以上，而胚胎肝脏造血组织中淋巴细胞含量不足10%。此外，胚胎和胎儿肝脏中髓系细胞主要以红系细胞为主，而脐血和骨髓中则以粒细胞-巨噬细胞为主。

同样重要的是，胚胎肝脏包含一套完整的最早的造血前体细胞。其中，红系细胞、粒细胞、巨核细胞和多系集落形成细胞值得关注。这些细胞更原始的前体细胞——LTC-IC——能够在体外增殖和分化5周或更长时间，并且在异基因甚至异种基因移植到免疫缺陷动物体内后，仍能保留功能活性。

胚胎肝脏中红系细胞占主导地位（占造血细胞总数的90%）的生物学优势在于，它需要为发育中的胎儿快速增加的血容量提供红细胞群。在胚胎肝脏中，红细胞生成以成熟度各异的核红系前体细胞为代表，这些前体细胞含有胎儿血红蛋白（a2u7），由于其对氧的亲和力较高，能够确保从母体血液中有效吸收氧。胚胎肝脏中红细胞生成的增强与促红细胞生成素（EPO）局部合成增加有关。值得注意的是，仅存在促红细胞生成素就足以发挥胚胎肝脏造血细胞的造血潜能，而骨髓和脐带血造血干细胞（HSC）的红细胞生成则需要由EPO、SCF、GM-CSF和IL-3组成的多种细胞因子和生长因子的组合。同时，从胚胎肝脏分离的早期造血祖细胞由于不具有EPO受体，对外源性促红细胞生成素无反应。为了在胚胎肝脏单核细胞悬浮液中诱导红细胞生成，需要存在具有CD34+CD38+表型且表达EPO受体的更高级的促红细胞生成素敏感细胞。

文献中，关于胚胎期造血功能的发育尚无定论。胚胎内和胚胎外来源的造血祖细胞的功能意义尚不明确。然而，毫无疑问，在人类胚胎发生过程中，肝脏是造血的中心器官，并且在妊娠第6至12周，肝脏是脾脏、胸腺和骨髓中造血干细胞的主要来源。GDR（生长激素受体）确保了出生前和出生后发育阶段相应功能的发挥。

需要再次强调的是，与其他来源相比，胚胎肝脏的造血干细胞（HSC）含量最高。胚胎肝脏中约30%的CD344+细胞具有CD38+表型。同时，肝脏造血早期阶段的淋巴祖细胞（CD45+）数量不超过4%。已证实，随着胎儿发育，从妊娠7周到17周，B淋巴细胞的数量逐渐增加，每月“增量”为1.1%，而造血干细胞（HSC）的数量则持续下降。

造血干细胞的功能活性也取决于其来源的胚胎发育时期。对妊娠6-8周和9-12周人胚胎肝细胞在含有SCF、GM-CSF、IL-3、IL-6和EPO的半液体培养基中培养时的集落形成活性的研究表明，接种发育早期的胚胎肝造血干细胞（HSC）时，集落总数可高出1.5倍。同时，胚胎发生6-8周时肝脏中CFU-GEMM等髓系祖细胞的数量比妊娠9-12周时高出3倍以上。总体而言，妊娠早期胚胎造血肝细胞的集落形成活性明显高于妊娠中期胎儿肝细胞。

以上数据表明，胚胎发生初期的胚胎肝脏不仅早期造血祖细胞含量增加，而且其造血细胞分化成各种细胞系的范围也更广。胚胎肝脏造血干细胞的这些功能活性特征可能具有一定的临床意义，因为它们的质量特性使我们能够在移植少量妊娠早期获得的细胞时预期获得显著的治疗效果。

然而，有效移植所需的造血干细胞数量问题依然悬而未决且亟待解决。人们正在尝试利用胚胎肝造血细胞在细胞因子和生长因子刺激下体外自我繁殖的巨大潜力来解决这一问题。在生物反应器中持续灌注早期胚胎肝造血干细胞，2-3天后即可获得产量比初始水平高出15倍的造血干细胞。相比之下，在相同条件下，人类脐带血造血干细胞产量至少需要两周才能达到20倍的增长。

因此，胚胎肝脏与其他造血干细胞来源的区别在于其定向造血祖细胞和早期造血祖细胞的含量更高。在生长因子培养下，具有CD34+CD45Ra1 CD71l0W表型的胚胎肝细胞形成的集落比类似的脐带血细胞多30倍，比骨髓造血干细胞多90倍。特定来源中最显著的差异在于形成混合集落的早期造血祖细胞的含量——胚胎肝脏中的CFU-GEMM数量分别比脐带血和骨髓中的CFU-GEMM数量高60倍和250倍。

同样重要的是，在胚胎发育的第18周（骨髓造血开始的时期）之前，超过60%的肝细胞参与了造血功能的实现。由于人类胎儿直到发育的第13周才出现胸腺，因此，移植来自妊娠6-12周的胚胎肝脏的造血细胞可以显著降低发生“移植物抗宿主”反应的风险，并且无需选择组织相容性的供体，因为这使得造血嵌合体相对容易实现。