细胞自噬对哮喘骨髓CD34+祖细胞向嗜酸性粒细胞分化的调控作用

嗜酸粒性细胞是支气管哮喘主要的效应细胞，骨髓CD34+祖细胞被认为是向嗜酸性粒细胞分化的祖细胞。细胞自噬（autophagy）能影响多种细胞的分化，但其在骨髓CD34+祖细胞分化的作用未见报导。我们的前期研究发现，小鼠骨髓非粘附单个核细胞在分化过程中细胞自噬水平增高,且细胞自噬的诱导剂雷帕霉素能抑制这些细胞分化。因此，本课题在此基础上拟进一步采用野生型和细胞自噬基因缺失小鼠（LC3B-/-小鼠 和BECN+/-小鼠），培养小鼠骨髓CD34+祖细胞，以细胞自噬诱导剂和阻断剂干预，体外研究自噬对骨髓CD34+细胞分化的作用；分别利用细胞自噬的诱导剂干预野生小鼠、上述转基因小鼠和骨髓移植后的野生鼠建立哮喘模型，研究细胞自噬在哮喘模型中对骨髓CD34+祖细胞往嗜酸性粒细胞的分化以及对哮喘气道炎症的调控作用，为哮喘骨髓发病机制的研究开拓新的视野，为哮喘临床的防治提供新的靶点。

研究目的：研究细胞自噬在哮喘模型中对骨髓嗜酸性粒祖细胞分化以及对哮喘气道炎症的调控作用。方法和结果：课题组通过Western blot来检测小鼠骨髓嗜酸性粒细胞诱导分化过程中的自噬水平，发现骨髓嗜酸粒细胞LC3B蛋白水平随着时间变化，初步说明细胞自噬参与小鼠骨髓嗜酸性粒细胞的早期分化。随后分别利用细胞自噬诱导剂雷帕霉素、自噬基因缺陷小鼠Beclin 1+/-，通过甲基纤维素克隆形成试验，从正反两个方面检测细胞自噬对体外骨髓嗜酸性粒细胞分化能力的影响，证实细胞自噬在体外试验中抑制骨髓嗜酸性粒细胞分化和克隆形成。继而建立OVA哮喘模型，在体内研究中发现雷帕霉素和自噬缺陷小鼠均能抑制哮喘小鼠气道灌洗液中的白细胞总数和嗜酸性粒细胞数、抑制肺组织炎症细胞浸润。后续采用Beclin 1+/-小鼠骨髓移植的方法，进一步验证局部骨髓细胞自噬敲除对哮喘小鼠的作用，结果显示Beclin 1+/-小鼠骨髓移植至野生型小鼠后BALF中细胞总数和嗜酸性粒细胞数明显高于对照组（P＜0.05）。同时也初步发现细胞自噬可能诱导哮喘气道上皮损伤，这可能解释自噬缺陷模型在两方作用平衡下最终表现为气道炎症缓解。结论：课题组通过体内体外实验，运用多种实验方法，验证了细胞自噬对哮喘骨髓嗜酸粒细胞的抑制作用，有望为临床上以重度嗜酸粒细胞增多为主的哮喘亚型提供治疗靶向。同时初步发现细胞自噬可能作用于哮喘发病途径的其他靶点，目前课题组发现细胞自噬可诱导哮喘气道上皮损伤，从而为哮喘机制研究提供了新的研究方向。