LKB1在苯致胚胎造血干细胞毒性作用中的生物学效应及调控机制研究

日益增多的儿童白血病可能和胚胎期的母源性苯暴露有关，胚胎期苯暴露对造血系统的影响和具体生物学机制尚不清楚。Nature的最新研究表明，LKB1与骨髓造血干细胞（MSC）的生物学效应密切相关，是促进MSC静息以及代谢的内环境稳定的独立作用因子。我们前期研究发现，胚胎造血干细胞（ESC）对苯毒性可能较MSC更为敏感，提示我们关注LKB1基因在苯对ESC和MSC造血毒性中的作用机制。因此，我们拟采用新构建的三维ESC培养模型及体外MSC培养两套培养体系，结合RNA干扰、免疫荧光、激光共聚焦等技术，探讨LKB1基因在苯对ESC造血毒性中的具体机制；观察LKB1表达及表达抑制与重要生物学效应指标H2AX、ATP、ROS及与线粒体功能的相关关系；探讨其与下游信号分子之间的信号传导机制。该研究既拓展了苯致胚胎造血毒性的研究思路，又为孕期保护干预的职业禁忌症提供新线索，并为预防儿童白血病提供新的依据。

苯（Benzene）为人类致癌物。母源性的苯接触，可能与儿童白血病的高发有关联。本课题组的Meta分析结果也显示：母亲怀孕期间接触溶剂、油漆和石油与儿童患急性淋巴细胞白血病之间的关联有统计学意义。肝激酶B1（LKB1）调控着HSC的生长、增殖以及内环境稳定，本题研究LKB1在苯代谢产物氢醌（HQ）对小鼠骨髓与胚胎造血干细胞的毒性效应诱导中的可能作用。结果表明：1、HQ在一定浓度范围内可引起胚胎以及骨髓造血干细胞产生毒效应，且胚胎造血干细胞对氢醌毒性更为敏感；2、HQ可致骨髓和胚胎造血干细胞G1期阻滞并抑制骨髓和胚胎造血干细胞增殖；3、LKB1在骨髓与胚胎造血干细胞中定位于细胞核内；4、Western Blotting及Real-Time PCR的结果均显示，随着氢醌浓度的升高，造血干细胞中LKB1和p-AMPK的表达均呈现先升高后降低的趋势，提示造血干细胞的代谢调节可能部分依赖于LKB1/AMPK通路。此外，我们进行了基因表达谱扫描分析，结果显示：苯中毒组和对照组基因表达谱中差异表达基因有176条，其中FoxO1转录因子属在苯中毒组表达均一致上调的基因。我们初步探讨了基因FoxO1在苯代谢物HQ诱导小鼠骨髓造血干细胞毒性效应中的作用。结果表明，苯代谢物HQ在致骨髓造血干细胞凋亡和ROS的生成过程中，伴随有FoxO1基因和蛋白的诱导表达，提示骨髓造血干细胞的调节也可能部分依赖于FoxO1。终上所述，HQ致造血干细胞毒性中，造血干细胞的代谢调节可能部分依赖于LKB1/AMPK通路。本课题拓展了苯致骨髓与胚胎造血毒性的新思路，为预防白血病提供新的依据。