细胞免疫异常对骨髓间充质干细胞成脂分化的影响及在再障发病中的作用

大多数再生障碍性贫血（再障）是细胞免疫异常介导的骨髓造血衰竭症，以外周血全血细胞减少、骨髓造血低下为特征，其骨髓间充质干细胞(MSCs)易于发生脂肪细胞分化而加剧造血干细胞的损伤，但再障发病时MSCs 过度脂肪化的原因和发生机制至今未有明确定论。考虑到细胞免疫异常是再障的始动因素，我们推测，在异常的细胞免疫攻击下，骨髓 MSCs 的多向分化能力失衡，进而导致骨髓中脂肪细胞的积聚和正常造血龛位的减少。为了模拟再障的发病机制，我们在前期研究中建立了免疫相关造血衰竭小鼠模型；我们还发现活化的淋巴细胞能促进骨髓 MSCs 向脂肪细胞分化。本课题以骨髓 MSCs向脂肪细胞分化为切入点，通过体外实验和动物模型，探讨在细胞免疫异常时：1.异常免疫反应和MSCs成脂肪分化的关系；2.MSCs脂肪化对骨髓造血微环境的影响。研究结果将完善在细胞免疫异常时骨髓MSCs病理性变化的机制，拓宽再障的治疗思路。

造血干细胞所处的微环境俗称“造血干细胞龛”(HSC niche)，由骨髓间充质干细胞（MSCs）、MSC 分化而来各种基质细胞以及细胞外基质、细胞因子等共同组成。我们从人和小鼠骨髓单个核细胞中分离纯化MSCs，证实骨髓MSC可以向脂肪细胞、成骨细胞分化，而且随着不同系列的分化可以分别出现瘦素（Leptin）、脂联素（Adiponectin）、骨钙蛋白（Osteocalcin）的表达。正常情况下，骨髓MSC的成脂肪分化、成血管内皮细胞分化和成骨分化维持在平衡状态，而这种平衡状态正是维持骨髓造血微环境完整性的必要前提。我们进一步检测了再生障碍性贫血患者和白血病患者骨髓MSC的成脂和成骨分化的能力，发现再障和白血病患者骨髓MSC的成脂分化都提前，说明在异常的疾病背景下，骨髓MSC的各系分化平衡被打破，异常脂肪化的MSC在这些疾病的发病中可能具有重要地位。为了进一步探究骨髓MSC异常脂肪化的成因，我们模拟再障发病时细胞免疫异常的情况，将两种同品系小鼠杂交后再将母系小鼠淋巴细胞输入子代杂交鼠，建立了免疫相关造血障碍小鼠模型。我们发现在免疫相关造血障碍小鼠中，骨髓MSCs 集落内细胞稀疏、单根股骨获得的骨髓 MSCs 数量明显少于其它两组，股骨病理切片中脂肪空泡明显多于正常对照；而且活化淋巴细胞与骨髓MSC体外共培养后可以刺激骨髓MSC的脂肪化，说明异常的细胞免疫可以改变骨髓MSC多向分化的平衡，导致骨髓微环境恶化，最终影响造血干细胞的生长和对正常造血的维持。本课题执行期间共发表课题标注的SCI论文4 篇，参编国外专著1 部，参加国际会议交流，已毕业硕士研究生二名，目前培养在读硕士研究生三名。