骨髓微环境的Wnt信号蛋白对B淋巴细胞发育分化的作用及其机制研究

骨骼是支持运动的主要器官,也是重要的免疫器官. 骨髓中储藏的造血干细胞(HSC),维持终生分化并产生各种免疫细胞，包括T淋巴细胞，B淋巴细胞，巨噬细胞，粒细胞和红细胞等各个细胞系。骨髓中造血干细胞（HSC）以及各种子代细胞系的发育分化受骨髓微环境提供的各种信号分子的严格调控;其中包括Wnt蛋白信号因子。Wnt蛋白可以通过旁分泌或自分泌的方式维持造血干细胞HSC的自我更新, 调控B淋巴细胞的发育分化。但过去的研究结果却有相互矛盾之处。我们的初步研究发现,在哺乳动物中跨膜蛋白Wntless负责介导所有Wnt信号蛋白的加工和分泌。我们通过构建Wntless条件性基因敲除小鼠在成骨细胞中阻断Wnt蛋白的分泌，从而研究骨髓微环境分泌的Wnt蛋白对造血干细胞属性维持及B淋巴细胞的发育的作用及其分子机制，为全面理解骨骼和免疫系统的对话机制打下基础。

造血干细胞的微环境（HSC niche）是指骨髓当中特定的位点，在这里，造血干细胞可以驻留并且能够维持自我更新。成骨类细胞是造血干细胞微环境的重要组成部分。Wnt信号对于HSCs的维持和分化非常重要，但是不同的研究手段致使研究结果不一致甚至相反。最近研究表明N-cad+的成骨细胞能够通过Fmi与Fz8的相互作用来调节HSCs的静息态，但具体是通过哪个Wnt配体发挥作用并不清楚。. 我们课题组之前的研究结果表明Wnt5a和Wnt5b是成骨细胞中表达量较高的代表性的非经典Wnt蛋白。于是，我们构建了Col1a1(3.6k)-Cre介导的阻断成骨细胞中Wnt蛋白分泌Wntless敲除小鼠, 以及在成骨细胞中过表达Wnt5a和Wnt5b蛋白的转基因小鼠。通过这两种功能丧失型和功能获得型的小鼠模型来回答成骨细胞中的非经典Wnt蛋白对于HSCs的调节功能。在条件性敲除小鼠中，我们检测到了造血系统中HSCs的比例并没有发生变化。多潜能祖细胞MPPs比例有所升高， B细胞的发育发生缺陷，并且骨髓中伴随幼稚T细胞的入侵。进一步研究发现，B细胞的缺陷主要表现在Pro-B细胞，B细胞的Fr.D和Fr.E亚群的数目以及比例的显著下降，定量PCR结果显示成骨细胞中与B细胞发育相关的细胞因子IL-7的转录水平也显著下降。与骨髓中T细胞入侵结果一致的是，成骨细胞中趋化因子IL-1β和IL-6的转录水平显著升高。另外，移植实验表明Wntless敲除小鼠HSCs短期重建能力没有发生变化。通过构建过表达Wnt5a和Wnt5b蛋白的转基因小鼠，比较了成骨细胞的Wnt5a和Wnt5b蛋白对于造血发生以及HSC在应激后恢复的不同影响。实验发现，过表达Wnt5a蛋白对常态下的造血系统没有产生较大影响，而过表达Wnt5b蛋白则降低了LSKs以及MPPs的比例。另外，过表达Wnt5b蛋白促进了应激条件下的外周血的恢复，使得转基因小鼠在短期内具有较高的存活率。. 综上所述，我们的研究结果揭示了成骨细胞的Wnts能够影响骨髓中的B细胞发生，避免骨髓中T细胞的异常入侵，对于HSC的维持作用不是很显著。