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피속에 있는 성숙 혈액세포는 조혈모세포라고 불리는 "모"세포로부터 유래됩니다. 이들 중 가장 원초적인 것은 모든 혈액세포의 기원이라고 생각되는 원시 조혈모세포입니다.

원시 조혈모세포는 고갈됨이 없이 스스로 복제·증식·분화할 수 있다는 점에서 다른 혈액세포와 구별됩니다. 자기 복제는 자신과 같은 다른 세포를 형성할 수 있는 능력을 말하며, 이러한 세포들에 의하여 특정세포들이 신체 내에서 항상 일정한 수를 유지하게 됩니다. 분화란 모세포가 적혈구·중성구·호산구·호염구·림프구·단구·혈소판 등으로 진화하여 성숙되는 것을 말합니다.

이식에 사용하기 위해 골수를 채취할 때 실제로 필요한 것은 조혈모세포입니다. 조혈모세포가 환자의 혈류로 주입되었을 때, 조혈모세포는 뼈 안으로 이동하여 자리를 잡고 군집을 형성하여 "committed progenitor(수임 전구세포)"라고 불리는 미성숙세포 덩어리를 형성하기 시작합니다. 이러한 committed progenitor에서 적혈구·백혈구·혈소판들이 형성됩니다.

신체 내에서 조혈모세포의 수가 가장 많은 곳이 골수이지만 놀랍게도 조혈모세포는 "말초혈액"에서도 발견되며 항암제 투여 후 또는 조혈 성장인자 투여후 말초혈액에서 급격히 증가합니다. 말초혈액으로부터 조혈모세포를 추출하는 것을 "말초혈 조혈모세포 수집"이라고 합니다.