白血病状态下巨核细胞受抑的机制研究

Inhibition of the megakaryocyte-platelet resulted in acute bleeding is the major cause of death in patients with acute leukemia (AL). However, due to the origin, development, differentiation and maturation of megakaryocyte (MK) is a complex process of a multi step and multi factor regulation, as well as fewer number of bone marrow MK, the research on MK has been lagging behind other hematopoietic cells, especially under the disease conditions. Our previous study found that in AML mice. megakaryocyte–erythroid progenitor cell (MEP) was significantly inhibited, which may be the underlying mechanism of MK- thrombocytopenia. Thus, in our current project, we intends to use our mature AML mice model and unique GFP mice, combined with a series of unique single cell techniques (sorting, culture, induced differentiation and PCR array) and RNA sequencing analysis, to reveal the detailed molecular mechanism of the inhibition effect of MK. Providing important scientific basis for explaining the clinical intervention, and also giving some enlightenments and guidances on other megakaryocyte platelet abnormalities of blood system diseases.

巨核-血小板分化受抑而导致的急性出血常常是急性白血病(AL)患者死亡的重要原因，但由于巨核细胞（MK）的起源、发育、分化和成熟是一个多步骤多因素的复杂调控过程，且骨髓MK数量较少而导致对MK的研究一直滞后于其他造血细胞，特别是疾病状态下对MK的研究更是少之又少。我们前期研究发现，在AML小鼠发病过程中巨核红系祖细胞（MEP）受到显著抑制，可能是MK-血小板减少的潜在原因。本项目拟利用我们成熟的AML小鼠模型及特有的可以检测五系细胞分化的GFP小鼠，结合一系列独特的单细胞技术（分选、培养、诱导分化及PCR array等）及RNA测序的组学分析，对AML下巨核细胞的起源、发育分化及成熟进行系统研究，阐明巨核细胞受抑的详细分子机制，进而揭示巨核细胞受抑而导致的急性出血这一重要的临床现象，以期为临床干预提供重要的科学依据，同时也可对其他存在巨核血小板异常的血液系统疾病给予一定的启示和指导作用。

巨核-血小板分化受抑而导致的急性出血常常是急性白血病(AL)患者死亡的重要原因，但由于巨核细胞（MK）的起源、发育、分化和成熟是一个多步骤多因素的复杂调控过程，且骨髓MK数量较少而导致对MK的研究一直滞后于其他造血细胞，特别是疾病状态下对MK的研究更是少之又少。我们前期研究发现，在AML小鼠发病过程中巨核红系祖细胞（MEP）受到显著抑制，可能是MK-血小板减少的潜在原因。本项目利用我们成熟的AML小鼠模型，结合一系列独特的单细胞技术（分选、培养、诱导分化及PCR array等）及RNA测序的组学分析。. 研究结果发现：. 1）急性髓系白血病发生时， 造血干细胞通过巨核- 红系祖细胞（PreMegE）或直接分化为巨核细胞的支路都发生阻滞，引起白血病下巨核一系生成障碍。AML 骨髓巨核细胞成熟障碍引起血小板减少的重要原因。2）AML 骨髓巨核细胞在白血病早期过多分泌TGFβ1，通过Egr3 通路引起造血干细胞的静息，提示巨核细胞在白血病发生时作为微环境细胞的功能发生了改变。3）IL-4 在AML 骨髓中表达量增加，其抑制巨核细胞分化成熟的体内外表型与AML下巨核一系的变化相似，提示IL-4 可能参与了AML 微环境中巨核血小板生成障碍。4）在小鼠AML模型中，进一步抑制IL-4并联合诱导化疗，不仅能促进血小板数量的恢复，还能够延长白血病小鼠生存期，提示，IL-4可以成为缓解AML患者血小板减少症的潜在治疗靶点。在血小板减少性应急的情况下，IL-4抑制巨核细胞的分化和成熟，是IL-4抑制血小板数量恢复的主要原因，提示IL-4对巨核系的抑制作用具有推广性，而不仅局限于AML。5）进一步发现，HSC和CMP对IL-4诱导的凋亡表现出不同的敏感性，IL-4通过下调蛋白酶体成分基因Psmd13来抑制巨核细胞的成熟和分化，提示蛋白酶体系统可能参与这一分子机制，具有潜在治疗潜力。