下调体外扩增人HSCs过高的mTOR C1活性抑制衰老维持干性

脐带血和诱导多潜能干细胞是极有前途的造血干细胞（hematopoietic stem cells,HSCs）来源，然而它们治疗疾病的瓶颈是所获HSCs数量不足，但既往方法体外扩增的人HSCs丧失了长期造血重建能力或干性。我们已证实：①HSCs衰老导致干性丧失，②活化的P38MAPK（P38 mitogen-activated protein kinase)α诱导体外扩增HSCs衰老。我们的前期研究和最近的文献提示：过高的mTORC1(mammalian target of rapamycin C1)活性可能是体外扩增人HSCs衰老的又一重要调节信号。为此本项目将研究：①下调人HSCs体外扩增过程中过高的mTORC1活性能否抑制衰老维持干性，并解读其机制；②同时下调过高P38MAPKα和mTORC1活性能否进一步抑制体外扩增人HSCs衰老。③抑制衰老能否维持既往方案扩增的人HSCs干性。

成功造血干细胞（HSCs）体外扩增将在脐带血干细胞移植、遗传修饰HSCs繁殖等改进患者的生存。尽管脐带血移植的临床研究显示：一个2倍体外HSCs扩增将产生明显的临床影响，但过去的HSCs扩增系统难以获得具有长期造血重建的HSCs，因此，体外扩增HSCs的干性维持是我们追求的目标。我们以前的研究显示活化p38 MAPK（p38）的抑制通过抑制衰老促进体外扩增HSCs的长期造血重建（国自然面上项目30871097），本项目我们首先以小鼠HSCs为对象证实：（1）HSCs扩增过程中mTOR C1活性增加，这种增加的mTOR C1活性的下调通过衰老抑制促进了体外扩增HSCs的长期造血重建；（2）单独抑制p38也增加了HSCs的mTOR C1活性，rapamycin对mTOR C1的抑制增强了p38抑制对小鼠骨髓HSCs的扩增，具体表现为：改进了CFC和CAFC的形成，及体内竟争造血重建能力。进一步的机制研究揭示同时抑制p38和mTOR C1增强了HSCs的衰老抑制。（3）接着我们在人脐带血HSCs的扩增过程中发现：在含干细胞因子的hUCB CD34+细胞扩增体系中，共同抑制P38和mTORC1，联合SR1(aryl hydrocarbon receptor抑制剂)比P38和mTORC1抑制或SR1进一步增加了CD34+/CD34+CD38-/CD34+CD90+/CD34+CD45RA-细胞百分数（42.7-130.9%），这种联合处理比P38和mTORC1共同抑制也增加了CD34+/CD34+CD38-/CD34+CD90+/CD34+CD45RA-细胞的扩增倍数（75.9-155.4%）；更有意义的是这种联合处理甚至比SR1维持或增加了CD34+CD90+和CD34+CD45RA-细胞（富集长期造血和多系重建能力的HSCs）绝对数；我们的联合培养体系7天导致16.2倍CD34+CD90+细胞扩增，和6.1倍CD34+CD45RA-细胞扩增；特别令人信服的是：NOD-PrkdcscidIl2rgnull小鼠体内造血重建初步证实干细胞生长因子+P38和mTORC1共同抑制+SR1促进了具有持续造血重建能力干细胞的扩增（7天导致了2倍于SR1组的增加）。总之，我们初步的结果提示p38, mTOR C1联合SR1同时抑制了扩增HSCs的衰老和分化，明显维持了扩增HSCs的干性。