非经典Wnt信号在骨髓微环境诱导耐药中的作用及机制研究

Resistance is one of the main factors to affect the long-term survival and cure of patients with leukemia, and its performance directly increased minimal residual disease and therapeutic resistance. Quiescence of Leukemia cells is one of the important mechanisms of resistance to chemotherapy. Flamingo (Fmi) and Frizzled (Fz) 8,members of noncanonical Wnt signaling, plays a critical role in maintenance of quiescent HSCs. we found, however, that Fmi in relapsed and refractory patients with leukemia express significantly higher, suggesting that it may be associated with drug resistance. Therefore, upregulated or downregulated Fmi and Fz8 expressed leukemia cells co-cultured with OP9, observing the biological characteristics and sensitivity to chemotherapy in leukemia cells, exploring the potential mechanisms. To establish a mouse model of leukemia with upregulated or downregulated Fmi and Fz8 expressed in leukemia cell, observing the ability of leukemia cells homing to the hematopoietic microenvironment, cell cycle, chemotherapy sensitivity and minimal residual disease, so as to explore the role of non-canonical Wnt signaling in the hematopoietic microenvironment-mediated resistance.

白血病细胞耐药是影响白血病患者长期生存和预后的主要因素之一，其直接表现为白血病细胞残留的增多和对化疗不敏感。白血病细胞处于相对静止状态是对化疗耐药的重要机制之一。Flamingo（Fmi）和Frizzled-8（Fz8）是非经典Wnt信号通路成员，在调节造血干细胞处于相对静止状态中发挥关键性作用。然而，我们发现Fmi在对化疗不敏感患者中表达明显升高，暗示其可能与白血病耐药有关。为此，本研究中通过上调或下调Fmi和Fz8在白血病细胞株的表达，与OP9细胞共培养，观察Fmi与Fz8的相互作用、对白血病细胞生物学性状、化疗敏感性的影响以及经典Wnt信号的变化，并探讨其中的机制。同时以修饰的白血病细胞建立小鼠白血病模型，分别观察白血病细胞归巢能力、造血微环境中定位、细胞周期等变化及白血病细胞对化疗的敏感性的变化。从而深入理解非经典Wnt信号在骨髓微环境诱导耐药中发挥的作用。

新的治疗手段的应用及异基因造血干细胞移植的开展使白血病的治疗有了很大进展。然而，白血病耐药仍是影响白血病患者长期生存和预后的主要因素。Flamingo（Fmi）和Frizzled-8（Fz8）是非经典Wnt信号通路成员，在调节造血干细胞处于相对静止状态中发挥关键性作用。临床工作中，我们发现Fmi在化疗不敏感患者中表达明显升高，暗示其可能与白血病耐药有关。在本课题中，我们将骨髓基质细胞OP9与K562细胞、Sup-B15细胞共培养，并通过上调或下调Fmi和Fz8在白血病细胞株的表达，观察Fmi与Fz8的相互作用、对白血病细胞生物学性状、化疗敏感性的影响以及非经典Wnt信号的变化。研究结果显示：OP9细胞与K562、Sup-B15细胞共培养后，白血病细胞药物敏感性下降，抗凋亡能力增加，处于G0/G1期细胞比例升高，白血病干细胞标志CD133、ALDH表达增高，CD34+CD38-细胞比例增加；共培养后白血病细胞Fmi、FZ8表达上升，胞内Ca2+浓度下降，NFAT核转位减少，INF-γ表达下降，β-catenin-ps552蛋白水平下降；稳定下调OP9细胞Fmi表达后，将K562细胞与其共培养，与未下调Fmi表达的OP9共培养的白血病细胞相比，白血病药物敏感性增加，白血病G0/G1期细胞比例下降；稳定下调K562细胞和Sup-B15细胞Fmi表达后，白血病细胞Fz8表达下降，稳定下调白血病细胞Fz8表达，对其Fmi表达无明显影响；过表达白血病细胞Fz8，未检测到Fmi表达的改变，白血病细胞胞内Ca2+浓度上升，NFAT核转位增加，IFN-γ表达上升。在前人研究的基础上，本课题进一步探索基质细胞对K562细胞、Sup-B15细胞干细胞样生物学行为的影响。发现基质细胞是白血病细胞干细胞样生物学行为重要的维护者，可通过提高Fmi/Fz8表达增强非经典Wnt信号通路，进而调控白血病细胞干性和药物敏感性。本部分研究有望为阻断基质细胞介导的信号通路在白血病治疗中应用提供新依据，也提示Fmi/Fz8可能是治疗急性白血病的潜在靶点。