Гемопоэз - это сложный многостадийный процесс, начинающийся с деления плюрипотентной гемопоэтической стволовой клетки и последующих клеточных делений и дифференцировок, в результате которых образуются зрелые, функционально полноценные клетки крови: эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Кроветворная ткань представляет собой чрезвычайно динамичную и самообновляющуюся ткань.
В настоящее время общепринятой является унитарная теория кроветворения А.А. Максимова (1909). Согласно этой теории, все форменные элементы крови развиваются из единого предшественника - стволовой клетки. Только в 60-70-х годах прошлого века зарубежным (J. Till, Е. McCulloch, J. Lewis и др.) и советским ученым (А.Я. Фриденштейн, И.Л. Чертков и др.) удалось экспериментально подтвердить наличие стволовых кроветворных клеток.
Гемопоэтическая стволовая клетка (ГСК), наиболее примитивная клетка, встречается с частотой 1 на 25000-100000 клеток костного мозга, способна к митотическому делению до 100 раз в течение своей жизни. Считается, что всего у человека имеется примерно 4-400×105 ГСК, с возрастом количество стволовых клеток уменьшается. По данным H. Holstege, количество ГСК при рождении составляет около 20 тыс., из них одновременно готовыми для восполнения крови являются около 1000. В 2014 г. (Holstege H. et al.) были опубликованы результаты исследования крови и ткани голландской женщины-долгожительницы (Хенрике ван Андель-Шиппер), которая скончалась в 2005 г. в возрасте 115 лет. Оказалось, что примерно 2/3 лейкоцитов на момент ее смерти вели свое происхождение всего от двух ГСК.
ГСК обладает свойством самообновления, дает потомство всех клеток крови. После инфузии в кровоток ГСК в соответствии с «инстинктом дома» попадает в костный мозг и обладает свойством восстанавливать функцию костного мозга. Идентифицируется как CD34+ клетка [с дополнительными маркерами: C-kit (CD117), CD133, Lin-]. Молекула CD34 экспрессируется и эндотелиоцитами сосудов.