脂联素对应激后造血重建的调控作用及机制研究

The delay of hematopoietic recovery after high-dose chemotherapy or bone marrow transplantation is an intractable issue during the treatment of hematopoietic malignant disease. Recently, it is proved that an alteration of bone marrow microenvironment is associated with delayed hematopoietic recovery. Adipocytes, which are the most abundant stromal cells in bone marrow microenvironment, are recognized as negative regulator of hematopoietic microenviroment.Our previous studies show that adipocytes inhibit the proliferation of hematopoietic progenitor cells and myeloid differentiation by secreting adiponectin. Moreover, adiponectin is highly expressed in bone marrow of patients with poor graft function after bone marrow transplantation, indicating that adiponectin and its receptor may play an important role in hematopoietic reconstitution. This study investigates the role of adiponectin and its receptor in the quiescent, apoptosis, self-renewal capacity and metabolic profile of hematopoietic stem cells using adiponectin receptor conditional knockout mice and explores the molecular mechanisms mediating in this process. This study will illustrate the effects and mechanisms of adiponectin on the regulation of hematopoietic stem cells, expecting a new approach of clinical treatment of delayed hematopoietic recovery after chemotherapy or bone marrow transplantation.

大剂量化疗及骨髓移植后的造血功能恢复不良是血液系统恶性疾病治疗中的重大难题之一，近年研究表明骨髓微环境改变参与了造血功能恢复不良。骨髓微环境的重要成分脂肪细胞负性调控着骨髓造血功能，本课题组前期研究发现脂肪细胞可抑制造血干祖细胞的增殖及髓系形成，且该作用与脂联素相关。另外脂联素在移植后植入不良及其它造血功能不良患者的骨髓中高表达，提示脂联素及其受体可能是骨髓造血功能重建不良的重要机制之一。本研究拟以造血干细胞脂联素受体条件性敲除小鼠模型为基础，进一步研究脂联素及其受体对造血干细胞静止、凋亡、自我更新能力及代谢水平的影响，并深入探讨脂联素调控造血干细胞静止、凋亡、自我更新能力、增殖、分化等特性的分子机制，从而阐明脂联素在造血干细胞分化发育及造血重建中的作用及机理，为治疗大剂量化疗及骨髓移植后的造血恢复延迟提供新的治疗靶点。

大剂量化疗及骨髓移植后的造血功能恢复不良是血液系统恶性疾病治疗中的重大难题之一，近年研究表明骨髓微环境改变参与了造血功能恢复不良。本课题组前期研究发现骨髓微环境的重要成分脂肪细胞可抑制造血干祖细胞的增殖及髓系形成，且该作用与脂联素相关。另外脂联素在移植后植入不良及其它造血功能不良患者的骨髓中高表达，提示脂联素及其受体可能是骨髓造血功能重建不良的重要机制之一。本课题以脂联素受体敲除模型为基础，研究脂联素及其受体对造血干细胞的影响。我们通过体外实验用脂联素作用于小鼠造血干祖细胞发现了脂联素促进小鼠造血细胞增殖、凋亡，对周期无明显影响，且脂联素能够促进造血干细胞向祖细胞的分化，促进集落形成。为了进一步研究其机制，我们利用CRISPR/Cas9技术成功构建脂联素受体1（AdipoR1）基因敲除小鼠。我们发现AdipoR1基因敲除后对小鼠稳态造血无影响而对促进应激后早期造血恢复，对应激后晚期造血恢复有延迟的作用。通过体外集落培养及体内竞争风险移植，我们证实了AdipoR1基因敲除后影响小鼠的长期造血以及造血干细胞的更新能力受损，且可能通过AMPK通路影响小鼠的造血能力。此外，我们通过脂联素受体激动剂AdipoRon作用于间充质细胞发现其可影响间充质干细胞的成脂分化。本研究结果提示脂联素可以通过激活AdipoR1-AMPK通路促进小鼠造血细胞的增殖及自我更新能力，为治疗大剂量化疗及骨髓移植后的造血恢复延迟提供新的治疗靶点。