FSH是间充质干细胞向血管瘤干细胞转化的关键因素

Infantile hemangioma (IH) is recognized as the most common benign tumor in newborns with up to 1% morbidity, the pathogenic mechanisms of which are poorly understood. Mounting evidence show that hemangioma stem cell(HemSC) is responsible for the origin of IH. Our previous research funded by National Natural Science Foundation of China has demonstrated that HemSC may originate from the normal mesenchymal stem cell (MSC)circulating in the blood. Therefore, we hypothesize that there are hormonal factors that stimulate the transform from MSC to HemSC and sequentially cause the development of IH. Here, we focus on the serum level of follicle-stimulating hormone (FSH) according to our preliminary screening results, which showed a high level of FSH is closely correlated with the pathogenesis of IH.In addition, our preliminary data suggest that FSH may play a pivotal role in the transform from MSC to HemSC and the progression of IH. We will identify cellular surface markers, HemSC differentiation potential and angiogenes is upon the FSH stimulation. With the help of RNA-seq, FACS, in vitro differentiation assay, angiogenesis assay and animal experiment, we seek to explore if FSH is the key in the transformation and its corresponding genes that underlie the mechanisms of IH development.This study aims to investigate the pathogenesis of IH and to serve a better understanding of angiogenesis.

婴幼儿血管瘤IH是新生儿发病率高达1%的最常见良性肿瘤，来源诡异，机制不明。血管瘤干细胞（HemSC）被认为是该“良性肿瘤”的来源和基础。通过上一国自然研究证实，血管瘤干细胞很可能来源于普通间充质干细胞，故我们期待寻找导致无处不在的MSC向HemSC转化，并导致出生后IH发生的潜在关键因素。在相关筛查研究中，我们关注到卵泡刺激素FSH的血清变化水平与婴幼儿血管瘤自然病程曲线变化完全一致，预实验提示：FSH无论在MSC向HemSC的转化,还是在血管瘤病程维持中，均可能有重要作用。本课题将采用RNA-seq、流式细胞分析、体外诱导分化、成血管实验等方法，从表面标记特性、分化潜能及成血管能力等方面检测FSH能否引起MSC向HemSC的转化，找出起关键作用的RNA，验证FSH在影响血管瘤病程中的角色及机制 。本研究将证实婴幼儿血管瘤发生机制的新理论，并打开了解人类快速血管新生的窗口和捷径。

婴幼儿血管瘤拥有极为特殊的自然病程，出生后数月即可快速增长，形成以大量内皮细胞增殖为特征的血管源性肿瘤，而其在1岁后开始自然消退，最终退化为纤维脂肪组织。在前期研究中，我们关注卵泡刺激素（FSH）的血清变化水平与婴幼儿血管瘤自然病程的变化曲线基本一致。因此，我们推测体内生理性变化的FSH水平是引起血管瘤快速增殖抑或消退的关键因素。本课题首先在血管瘤患儿血清中验证了FSH的水平变化，并证实了FSHR在血管瘤组织中的表达，以及在增生期表达水平较高；其次，分别利用血管瘤干细胞（HemSC），血管瘤内皮细胞（HemEC）以及FSHR+细胞，通过体外功能学实验来研究FSH在血管瘤中作用机制，但并未发现有显著作用。然而我们发现这几类细胞在体外培养后会丢失特异的表面标志，特别是FSHR的丢失，这为我们的体外研究带来了困难。因此，我们利用单细胞测序完整地揭示了血管瘤的细胞组成，并通过生信分析提示血管瘤中的巨噬细胞与FSHR有关，免疫组化验证了FSHR主要表达于巨噬细胞中；我们还发现血管瘤中壁细胞为占比最高的主要细胞类群而非内皮细胞，同时HemSC极少，因此，我们利用壁细胞结合内皮细胞构建了新的血管瘤转移瘤裸鼠模型，并在新的模型中证实FSH有促进成瘤的作用。同时，也尝试改变体外培养条件如缺氧等，模拟血管瘤微环境，拟维持FSHR在体外的表达。后续我们将进一步研究FSHR+巨噬细胞在血管瘤增殖及消退中的作用及其与皮肤中正常的巨噬细胞的区别，这一问题的解决有望给血管瘤机制研究带来新思路，并提供早期预防的靶点。