低氧时骨髓T淋巴细胞分泌谱的变化及对造血干细胞增殖与红系分化的影响

本课题组观察到低氧环境下机体骨髓造血干细胞通过增殖加强与红系优势定向分化促进红细胞生成这一高原红细胞增多的新机制，并通过实验证明了低氧时造血干细胞增殖分化的改变与经典的EPO途径无关，但诱导其改变的机制尚不清楚。由于T淋巴细胞与造血功能关系密切，骨髓T淋巴细胞是骨髓造血微环境的重要组成细胞，结合文献调研与前期研究结果，我们推测机体低氧暴露后骨髓T淋巴细胞分泌的造血生长因子谱的变化可能是骨髓造血干细胞的增殖激活和红系优势性分化增强的原因。本项目以雄性小鼠低氧环境暴露为动物模型，并通过分选骨髓T淋巴细胞与骨髓LSK表型造血干细胞进行体外细胞培养实验，探讨机体在低氧暴露时骨髓T淋巴细胞分泌的造血生长因子谱的变化及其与造血干细胞增殖与红系定向分化的关系，并初步探讨低氧条件下骨髓T淋巴细胞分泌功能变化的胞内外机制，研究结果可能为高原红细胞增多症的防治与提高高原居民健康水平提供新的思路。

久居高原者红细胞的过度增多现象被称为高原红细胞增多症（高红症）。通常血浆促红细胞生成素（Erythropoietin， EPO）的水平与高原健康人红细胞的增生或高红症患者的病情严重程度并不一致，说明有其它机制参与，本课题首次围绕骨髓T细胞在高原红细胞增多（症）中的可能作用进行了创新性研究。.我们首先发现6000m低氧暴露7-14天后小鼠的骨髓CD4+T淋巴细胞增多，通过建立CD4+T细胞与Lin-Sca-1+c-kit+（LSK）表型造血干（祖）细胞共培养模型发现，低氧暴露小鼠骨髓的CD4+T细胞在相同数量情况下，促红系增殖分化能力更强，可生成更多的BFU-E以及CD71/Ter119表型的不同阶段幼红细胞。进一步发现，低氧时骨髓中增加的CD4+细胞包括Th2细胞和调节性T细胞（Tregs），而Th1细胞数量减少，并观察到极化培养的Th2细胞较Th0和Th1细胞具有更强的促LSK细胞红系生长能力，同时，低氧暴露小鼠骨髓Th2细胞分泌的activin-A和IL-9水平增高，通过在培养体系中加入activin-A和IL-9的中和抗体或直接加入上述两种因子证明，activin-A主要作用是促进早期红祖细胞的增殖分化，而增高的IL-9主要促进较晚期红系前体细胞的生长。此外，低氧可以促进骨髓Th2细胞分泌activin-A的能力，可能与T细胞中NF-kB等信号活化有关。本课题还观察到低氧后由骨髓Tregs细胞分泌的TGF-β1水平增高，有线索提示增高的TGF-β1可能通过对转录中间因子1γ（Transcriptional intermediary factor 1γTIF1γ）及下游GATA-1的调控促进造血干细胞的红系分化，该机制有待进一步的确切研究。另一方面，本课题系统证实了低氧后骨髓中Th1/Th2比例的变化可能继发于全身性的Th2极化，尤其是骨髓中特异性增强的趋化因子CXCL12表达及其T细胞上受体CXCR4的表达增高促进了Th2细胞向骨髓的迁移和聚集，进而导致了骨髓微环境中activin-A和IL-9增高，促进了红系造血。对于低氧后骨髓Treg细胞及其分泌TGF-β1的变化，可能存在类似于Th2的机制，但尚需要仔细研究。.综上，本研究从高原低氧暴露后骨髓T细胞及其分泌的造血因子角度，发现了一条高原红细胞增多的非EPO机制，为高红症的防治提供了新的思路和方向。