慢性高原病造血细胞PI3K-Akt信号通路变化及其对细胞凋亡的影响

The chronic mountain sickness (CMS) has a higher incidence in the plateau. The one of its principal characters is excessive erythrocytosis, but the mechanism of it is still not clear. Recent studies show that the apoptosis of bone marrow hematopoietic cells of CMS is down-regulated. The PI3K-Akt signal transduction pathway is an important one of EPO-induced anti-apoptosis pathways and the inhibitors of PI3K-Akt signal factors may have certain effects to regulate the unbalance of apoptosis induced by PI3K-Akt signal pathway. .In the present study, the erythroid progenitors derived from bone marrow of CMS patients (CMS group) and healthy adults (Control group) will be cultured. The apoptotic rate, the expressions of Akt, Bcl-xl and caspase 9 mRNA and proteins in cultured erythroid progenitors will be determined by TUNEL technique, real-time fluorescence quantitative PCR and Western blot techniques, respectively. And the effects of pretreatment by Celecoxib, an inhibitor of Akt, on the researched index above will be observed in the cultured erythroid progenitors of both two groups. .Simultaneously, the CMS rat models will be made using hypobaric oxygen chamber under a simulated altitude of 5,500 m. The apoptotic rate, the protein expressions of Akt, Bcl-xl and caspase 9 in bone marrow nucleated erythrocytes of CMS model rats will also be determined by flow cytometry technique. And the effects of pretreatment by Celecoxib on the researched index above will be observed in vivo..The objectives of the present study are to clarify the effect of the PI3K-Akt signal transduction pathway on hematopoietic cells apoptosis and excessive erythrocytosis in CMS, and to provide experimental evidence for clinic study of inhitors of PI3K-Akt signal factors.

慢性高原病（CMS）是高原地区常见病，主要特征之一是红细胞过度积累，但其机制尚未完全阐明。近期研究发现CMS骨髓造血细胞凋亡下调。PI3K-Akt途径是红细胞生成素介导的重要的抗凋亡途径之一，其抑制剂有望在调节凋亡平衡中发挥一定的作用。本项目以CMS患者与健康对照比较研究，体外培养骨髓红系祖细胞，应用TUNEL法测定红系祖细胞凋亡率，荧光定量RT-PCR和Western blot方法检测红系祖细胞Akt、Bcl-xl、caspase 9 mRNA和蛋白表达，并观察Akt抑制剂塞来昔布预处理对上述指标的体外影响。同时，制备CMS大鼠模型，以流式细胞术检测其骨髓有核红细胞凋亡率及Akt、Bcl-xl、caspase 9蛋白表达，并观察Akt抑制剂塞来昔布预处理对上述指标的体内影响。以期明确PI3K-Akt信号途径在CMS造血细胞凋亡变化乃至红细胞积累中的作用，并为临床干预提供实验依据。

慢性高原病（CMS）是高原地区常见病，主要特征之一是红细胞过度积累。既往研究肯定红细胞增殖在其发生中的作用，我们的前期研究发现CMS造血细胞凋亡下调，可能在其过度红细胞积累中起着重要作用。EPO介导的PI3K-Akt信号通路是影响红细胞凋亡的重要途径之一，可调节Bcl-xl、caspase-9等凋亡分子使细胞凋亡下调，而Akt抑制剂可影响该途径信号分子表达使细胞凋亡增加。.项目以CMS患者为研究对象，与健康者（对照组）比较。体外培养骨髓红系祖细胞，FCM测定其凋亡率，荧光定量RT-PCR、Western blot分别检测其Akt、Bcl-xl、caspase-9 mRNA及蛋白表达，并观察Akt 抑制剂塞来昔布及Perifosine预处理对上述指标的体外影响。同时，以低压氧舱模拟高原条件制备CMS大鼠模型，FCM测定其骨髓有核红细胞凋亡率及Akt、Bcl-xl、caspase-9蛋白表达率，并观察Akt 抑制剂处理对上述指标的体内影响。以明确红细胞凋亡及PI3K-Akt信号途径在CMS红细胞积累中的作用和Akt抑制剂的调节作用。.研究发现，（1）CMS骨髓红系祖细胞凋亡率降低，与Hb呈负相关。（2）CMS红系祖细胞Akt mRNA、Bcl-xl mRNA及蛋白表达高于对照组，而caspase-9 mRNA及蛋白表达低于对照组；Hb与Bcl-xl呈正相关，与caspase-9呈负相关；Akt、Bcl-xl mRNA与红系祖细胞凋亡率呈负相关；Akt与Bcl-xl呈正相关。（3）塞来昔布预处理对CMS红系祖细胞凋亡及Akt、Bcl-xl mRNA和蛋白表达影响不显著。而Perifosine预处理可增加红系祖细胞凋亡率，减低Bcl-xl mRNA、蛋白及p-Akt蛋白表达，增加caspase-9 mRNA、蛋白表达。（4）模拟海拔5500米低压低氧条件处理30天后，大鼠平均Hb>210g/L、红细胞压积>65%、肺动脉压>30mmHg，达到CMS动物模型标准。.研究提示，红细胞凋亡下调参与了CMS红细胞积累的发病机制，且激活的PI3K-Akt信号途径在其中发挥着重要作用，而恰当的Akt抑制剂干预具有积极的调节作用，研究证明利用低压氧舱可成功制备CMS大鼠模型。这对进一步阐明CMS发病机制及研究临床干预措施提供了重要的科学依据，动物模型可提供便捷的研究资源。