普遍认为巨核细胞成熟的规则为胞核成倍地增加，胞质染色性由蓝色变为粉红色或浅紫红色，胞质颗粒由无逐渐增多，最后凝聚成血小板，或巨核细胞脱下胞质而成为血小板，由胞质蓝染的年轻型再成熟为淡红色的衰老型。因此，一般认为巨核细胞的成熟及其阶段划分为原始巨核细胞→幼巨核细胞→颗粒型巨核细胞→产血小板型巨核细胞→裸核型巨核细胞和血小板。颗粒型、产血小板型和裸核型又称为成熟型巨核细胞（mature megakaryocytes）。欧美学者多将巨核细胞分为原始巨核细胞、幼巨核细胞或嗜碱性巨核细胞、颗粒粒型巨核细胞和成熟型（或颗粒性）巨核细胞，又分别简称为巨核细胞Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期和Ⅳ期。原始巨核细胞、幼巨核细胞或嗜碱性巨核细胞也称幼稚型巨核细胞（immature megakaryocytes）；颗粒型巨核细胞和成熟型巨核细胞也称有丝分裂后巨核细胞（postmitotic megakaryocytes），而巨核祖细胞称为增殖性巨核细胞（proliferating megakaryocytes）。除了骨髓外，巨核细胞也见于其他器官，诸如肺、脾和肝，有人认为肺也是巨核细胞及其血小板生成的场所。

巨核细胞成熟过程复杂，包括两个方面：即胞核分裂与成熟及胞质成熟与血小板产生。也就是说，从原始巨核细胞开始即以核内有丝分裂方式进行DNA扩增而细胞不分裂，在胞质成熟过程中要形成分界膜系统（demarcation membrane system, DMS）和表面连接管道系统等独特性结构并直至血小板形成。

巨核祖细胞增殖时，逐渐丧失有丝分裂能力，而进行胞核和胞质并不分裂的核内有丝分裂，胞核DNA由2N变为4N。2N的巨核祖细胞经2～6次的核内有丝分裂，最终形成独特的多倍体细胞（8～128N）。骨髓中最早可以通过形态学辨认的原始巨核细胞通常为2套染色体（4N），4N原始巨核细胞发育为8N时，一部分可经胞质成熟，发育为体积较小的成熟型巨核细胞（胞核核叶多层重叠，光镜下不易分辨），但其多数又发育为16N的巨核细胞。16N巨核细胞只有少数发育为32N巨核细胞，大多数的16N巨核细胞DNA不再增殖，随胞质的成熟而成熟，并产生适量血小板。少量32N的巨核细胞经胞质成熟而发展成为体积巨大的巨核细胞，此时生成的血小板量也多。因此，在正常骨髓中胞体巨大的颗粒型巨核细胞不十分多见。64N和128N的巨核细胞罕见。经DNA复制倍增之后的巨核细胞只含有一个高度分叶的核膜或高度重叠和缠绕在一起的多核，而其中每个核叶表示相当于一个二倍体数量（2N）DNA。

正常骨髓中，16N巨核细胞约占巨核细胞的50%～55%，8N和32N巨核细胞约占10%～30%，2N、4N、64N和128N巨核细胞均少。另有认为，巨核细胞以16N为多（约占60%），其余依次为32N，8N和4N；在颗粒型巨核细胞中，约60%为16N巨核细胞，15%为8N巨核细胞，15%为32N巨核细胞；在产血小板型巨核细胞中，16N的巨核细胞约占75%。

巨核细胞在成熟过程中，另一方面胞质亦逐渐成熟（图9-1），且胞质成熟发生8N和8N后的不同倍体细胞，故在同一期细胞可以有显著多形态性。胞质成熟主要包括血小板特异性蛋白质、细胞器和膜系统的形成，并最终形成并释放血小板，即通常认为由成熟巨核细胞胞质脱落下来的碎片就是血小板。

因此，巨核细胞的大小范围是宽松的，而胞质嗜碱性的程度从一个方面反映细胞的成熟性。可以是原幼巨核细胞胞质成熟产生少量血小板而成为小型产血小板型巨核细胞，也可以是经不断核内有丝分裂的胞体巨大和高度多核的巨核细胞产生多量血小板而成为大型产血小板型巨核细胞。在检验实践中，划分巨核细胞的阶段或成熟的阶段期，以胞质的嗜碱性、颗粒和血小板最为适宜；而判断产血小板型巨核细胞的基本标准是胞质的血小板生成，而细胞是幼稚型还是成熟型，是小型的还是大型的则不是主要的；评价巨核细胞生成血小板功能是否良好，一般是根据产血小板的巨核细胞占巨核细胞的百分比，通常当产血小板型巨核细胞占1/3以上时可以认定巨核细胞生成血小板功能基本良好。

除骨髓外，外周血、肝脏、脾脏和肺脏都有数量不一的巨核祖细胞，脐带血和胎肝中也含有丰富的巨核祖细胞，尤其是早期巨核祖细胞。巨核祖细胞在光镜下尚不能识别。免疫表型是确定巨核祖细胞的一个方法，如表达CD41、CD34、HLA-DR和TPO受体（MPL）者可以考虑巨核祖细胞。巨核祖细胞停止有丝分裂而进入核内复制，即胞核和胞质不分裂，仅有DNA复制。MPN是巨核祖细胞增多的常见疾病。

原始巨核细胞（megakaryoblasts）倍体以4N为主，由于核内有丝分裂，细胞大小不一明显比其他系列的原始细胞悬殊。胞体直径在10～40μm左右，外形很不规则，常呈毛刺样和棉球样突起或细丝状、花瓣样、分离状突起，并有层状感，细胞周边不完整（图9-2）。胞核轻度偏位，常见豆子状、大小较为对称的双核或浅裂状，染色质凝集明显（较致密），着色常较暗，可见1个至多个小核仁。胞质量少或丰富，含丰富的核糖核酸而呈嗜碱性着色，不均性浑厚，无颗粒，偶见1个至数个血小板生成。在低倍和高倍镜下，原始巨核细胞似原始红细胞样的不规则大细胞，胞质嗜碱性明显，在计数中需要注意这种可疑细胞。髓系肿瘤原始巨核细胞形态见图6-14。

原始巨核细胞胞膜表达CD41，胞质还含vW因子和PF4。超微结构观察，胞质中可见高尔基体、短管状的粗面内质网、小圆形的线粒体，晚期可出现少量界膜颗粒（即血小板颗粒）和PPO。骨髓切片中，原始巨核细胞不易识别，需要CD41或CD42标记染色。

幼巨核细胞（promegakaryocytes）大小约在25～50μm之间，外形不规则（图9-3）。胞核通常为8～32N倍体，大或巨大，分叶状，紧缩在一起而不易辨清核叶数量，可呈马蹄形、扭曲状，染色质致密粗糙或条索状。胞质较丰富，嗜碱性仍较明显，由于所含核糖核酸量不一，着色从深灰蓝色到淡灰色。由于高尔基体发育良好，可在其附近（近核处）被染成淡粉红色，或胞核附近（或在胞质的一端）出现少量嗜天青颗粒（α颗粒），也可在明显蓝染的胞质一端形成少量血小板，这是产血小板型的幼巨核细胞，在部分骨髓标本中常见。

幼巨核细胞持续表达GPⅡb-Ⅲa和PPO至血小板，但早期表达的HLA-DR和CD34逐渐消退直至不表达。在成熟中产生的主要颗粒有：α颗粒、致密颗粒、溶酶体颗粒和微过氧化酶体。其中数量最多的是α颗粒。α颗粒中含有vW因子、PF4和凝血酶致敏蛋白；在膜上含有CD41和CD42、P-选择素（GMP-140或PADGEM，CD62p）、血小板颗粒膜蛋白-33和血小板骨连接素（osteonectin）等。在致密的类核体内含有特异蛋白——β血小板球蛋白、PF4和酸性黏多糖等。溶酶体内所含成分与α颗粒不同，有芳香硫磺酯酶和组织蛋白酶等。细胞化学染色，巨核细胞有强阳性酸性磷酸酶和非特异性酯酶活性，派洛宁染色显示强阳性，以及丰富的RNA和糖原含量。后者，在PAS染色下阳性产物呈红色块状。幼巨核细胞已有明显的DMS，超微结构还可见细胞核不规则并开始分叶，胞质内有少量糖原颗粒。

幼巨核细胞在TPO刺激下进一步成熟，胞核高度重叠呈不规则形状，可见不完整的多分叶状、核叶间有丝相连；胞质成熟为嗜酸性并产生大量细小紫红色颗粒，形成颗粒型巨核细胞（granular megakaryocytes, megakaryocyte without thrombocytes）。颗粒型巨核细胞胞体大至100μm，甚至达150μm以上（图9-4）。胞质明显增多，高尔基体合成若干细小嗜天青颗粒，大部分DMS在此期形成。含有由分界膜包裹的聚集10～20个为一组的嗜天青颗粒，开始聚集产生血小板。超微结构具有分叶的胞核和发达的DMS。DMS越发达、丰富，所产生的血小板也越多。颗粒型巨核细胞按细胞成熟程度和细胞的大小可细分为3个期。Ⅰ期细胞较小；Ⅲ期最大，胞核高度成熟（核叶可过多），胞质生成的血小板量也多。颗粒型巨核细胞需与异常的多核巨细胞，如转移性肿瘤细胞和破骨细胞相鉴别。转移性肿瘤细胞常见成簇、核间无丝相连、核仁明显、染色质疏松粗粒状、胞质常无颗粒；破骨细胞胞核虽多，但细胞呈分离状、染色质粗颗粒状、疏松、核间无丝相连，胞质溶酶体颗粒更为粗大和明显。

颗粒型巨核细胞再成熟，胞核高度重叠或分叶，胞质呈粉红色，紫红色颗粒充盈于胞质，并在细胞周边凝聚成血小板（图9-4），形成产血小板型巨核细胞（platelet-producing megakaryocytes, megakaryocyte with thrombocytes）。这一巨核细胞产生的血小板数量可多可少，少至3颗多至成片。胞质内多量或大片状血小板生成多见于MPN或失血后和感染等病理情况。裸核巨核细胞为胞质中血小板脱下或胞质脱完后成为巨核细胞的裸核。形态学上，胞质中生成的血小板与脱下的或裂解的胞质的形态有所不同。

巨核细胞有丝分裂罕见，见于巨核祖细胞、原始巨核细胞和幼巨核细胞（图9-5）。有丝分裂巨核细胞胞质蓝染，可见RNA凝聚的假颗粒，染色体粗大，排列较不规则，偶见血小板生成。

我国许多文献介绍的巨核细胞参考区间极不一致（详见卢兴国主编，2003年上海科学技术出版社出版的«现代血液形态学理论与实践»第三章）。其中，使用最多的是教科书中所列的所谓“标准”参考区间。作者计数健康成人髂后上棘骨髓涂片巨核细胞及其病态阶段的分类参考区间，见第十八章。