人类胚胎干细胞（human embroynic stem cells，hESCs）及人类诱导性多能干细胞（induced human pluripotent stem cells，hiPSCs）具有无限增殖及多向分化潜能，这不仅为再生医学研究提供了潜在的细胞来源，而且为建立疾病特异性疾病模型开展研究，以及最终的个体化治疗提供了良好的物质基础。由hESCs分化而来的造血干细胞已经被成功地诱导分化为具有功能的红细胞、中性粒细胞、血小板、巨核细胞、单核细胞、树突状细胞（DC）、自然杀伤细胞（NK）和功能未确定的T、B淋巴细胞，而从hESCs分化诱导嗜碱性粒细胞的相关工作至今尚无报道。嗜碱性粒细胞（basophils）是起源于骨髓多能造血干细胞，在骨髓内分化成熟后进入外周血的一类细胞群。其表型及其部分特性和嗜酸性粒细胞以及肥大细胞相似。嗜碱性粒细胞在介导过敏反应与发挥免疫调节作用中具有重要的功能，并且在增强免疫应答记忆等方面发挥作用。鉴此，探讨嗜碱性粒细胞分化发育途径涉及调控机制具有重要的理论和研究价值。嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和肥大细胞均具有相似的细胞表型和功能。这三种细胞的早期发育至今都存在着争议。有研究表明，嗜碱性粒细胞早期与嗜酸性粒细胞一起发育，也有研究认为嗜碱性粒细胞与肥大细胞的早起发育是一条途径。因此从hESCs/hiPSCs向嗜碱性粒细胞分化发育的研究将有助于解决这一科学问题的价值。鉴此，本研究探索性建立由hESCs/hiPSCs来源的、诱导分化成熟的嗜碱性粒细胞的培养方法，在此基础上对其生物学功能进行初步探讨。第一部分hESCs/hiPSCs向早期造血干细胞分化及其生物学特性【目的】建立hESCs/hiPSCs向早期造血干细胞分化的方法，并对hESCs/hiPSCs诱导分化的造血干细胞生物学特性进行比较。【方法】①从小鼠胚胎中分离培养小鼠胚胎成纤维母细胞（mouse embrynicfibroblast，MEF）细胞，体外扩增，并作为滋养层与人类胚胎干细胞系（H1）,人类诱导性多能干细胞(G1、G4、B6、B7)共培养保持其生长和未分化能力。②用未分化的hESCs/hiPSCs分别与小鼠主动脉-性腺-中肾区（AGM）成纤维细胞共培养，诱导分化成早期造血干细胞。③经流式细胞仪检测分析这几组诱导分化后的早期造血干细胞表面标志物特征。④经PT-PCR检测hESCs诱导的早期造血干细胞的基因表达。【结果】①经体外分离、消化、传代培养出大量的MEF细胞，作为hESCs/hiPSCs的滋养层细胞，促使其快速生长繁殖而不分化。②经未分化的hESCs/hiPSCs与小鼠AGM成纤维细胞共培养诱导14d后，可以成功诱导出大量的早期造血干/祖细胞。③通过流式检测分析，发现经本实验诱导培养的早期造血干/祖细胞具有向红系、内皮系、髓系等细胞分化的能力，进一步证实了本实验所采用培养方法能大量有效诱导出早期二次造血干/祖细胞。④经过RT-PCR的检测发现本实验的诱导培养方法早在共培养阶段就可以检测到早期造血调控所必须的基因CD34、c-kit、GATA-1的表达，进一步证实了本方法诱导培养出早期造血干/祖细胞的有效性。【结论】通过hESCs/hiPSCs与小鼠AGM成纤维细胞共培养方法可以大量、有效地诱导出早期的二次造血干细胞。第二部分hESCs/hiPSCs向成熟嗜碱性粒细胞诱导分化及生物学特性【目的】建立人类胚胎干细胞/诱导性多潜能干细胞向嗜碱性粒细胞分化的方法，并鉴定其极其生物学特性。探讨由人类胚胎干细胞经分化得到的嗜碱性粒细胞的趋化能力及释放组胺功能。【方法】①经过不同细胞因子的三阶段的诱导法得到一定量的含有碱性颗粒的粒细胞。②通过光学显微镜观察，对细胞的增殖进行计算统计；利用May-Giemasa、Toluidine blue染色对细胞大体形态染色观察；免疫荧光染色对其细胞颗粒进行特异性的染色，并且将其与嗜酸性粒细胞作比较，证实所诱导的细胞为嗜碱性粒细胞。③通过FACS和半定量RT-PCR对培养的细胞进行表型和基因检测，同时用嗜酸性粒细胞作为对照进行比较性研究。④用不同浓度的N-甲酰化甲硫酰-亮氨酰-苯丙氨酰胺（fMLP），嗜酸性粒细胞趋化因子（eotaxin），FcεRI(CRA-1)置于transwell板下室，观察细胞嗜碱性粒细胞的趋化能力，并且与嗜酸性粒细胞进行比较研究。⑤用不同浓度的fMLP，eotaxin、FcεRI(CRA-1)置于transwell板下室，观察嗜碱性粒细胞的趋化能力，并且与嗜酸性粒细胞进行比较研究。⑥用不同浓度的FcεRI(CRA-1)在液体培养第14天与第21天刺激嗜碱性粒细胞，收集上清，并裂解细胞，收集细胞内含有的因子。用ELISA检测试剂盒检测胞内和分泌组胺量，并算出组胺释放率。【结果】①经过诱导培养3天后开始大量增殖，7天开始增殖速度明显加快，一般在两周达到细胞增殖的高峰，两周后镜下观察，细胞呈不规则且颗粒粗大。②May-Giemasa染色可见大约21.4%的细胞呈现胞体不规则形，胞浆胞内可见粗大的蓝紫色颗粒，胞核为单核或者分叶两叶核；约41.9%的细胞胞内含有紫红色的异染颗粒；免疫荧光染色可见此类细胞，胞内颗粒表达2D7但不表达EPO，高表达ProMBP,而低表达MBP。③hiPSCs来源细胞向嗜碱性粒细胞诱导后，2D7+/EPO-的细胞比例远高于hESCs（H1）来源的细胞；ProMBP阳性率高于hESCs，而MBP阳性率却比hESCs低。④通过FACS分析，发现细胞表面有嗜碱性粒细胞特异性标志的表达，并且RT-PCR的检测也证实这些细胞不含有嗜酸性粒细胞的基因。⑤趋化实验发现，嗜碱性粒细胞比嗜酸性粒细胞的趋化功能更强。⑥嗜碱性粒细胞能有效地释放组胺，而且在液体培养第21天的释放量比第14天多。【结论】通过细胞因子的三步诱导方法可以从hESCs成功有效地诱导得到一定比例的成熟的嗜碱性粒细胞，并且在hiPSCs的诱导实验中也得到了验证。此嗜碱性粒细胞具有其特有的趋化功能，并且经FcεRⅠ刺激能释放组胺。本研究证实了该诱导方法可靠，这对嗜碱性粒细胞相关疾病研究和药物开发建立了特异性疾病模型，具有重要的理论价值。