慢性粒细胞白血病肿瘤干细胞对造血调控的影响及分子机制的研究

肿瘤的遗传学改变可以追溯至干细胞阶段，肿瘤干细胞可能是恶性转化的靶细胞。我们的前期研究发现慢性粒细胞白血病（CML）Flk1+CD31-CD34-骨髓间充质干细胞（MSCs）表达CML的特征性基因BCR-ABL；体外培养证实，单一细胞水平能分化成恶性的血细胞；植入NOD/SCID小鼠会导致小鼠粒系增生紊乱。因此，这种表达BCR/ABL基因Flk1+CD31-CD34-的MSCs具有以下三个特点：它的发育比造血干细胞（HSCs）更早，具有自我更新及分化的能力，具有CML肿瘤干细胞的特性；CML的基因转化更有可能发生在比HSCs更高的干细胞水平；它分化的骨髓基质细胞构成了适于恶变细胞生长的骨髓微环境，使恶变的细胞得以被选择而继续发育。本课题通过研究CML Flk1+CD31-CD34-MSCs对HSCs增殖分化调控的作用，探讨肿瘤干细胞对CML发生的分子机制，为临床的靶向治疗提供理论依据。

肿瘤细胞的遗传学改变可以追溯至干细胞阶段，肿瘤干细胞是恶性转化的靶细胞，是肿瘤发生和复发的根源。本项国自然资助，我们从CML患者骨髓中分离Flk1+CD31-CD34-细胞，发现这种细胞也表达BCR/ABL基因；体外培养证实，这种细胞在单一细胞水平能分化成恶性的血细胞和内皮细胞；动物实验中，病人骨髓中分离的表达BCR/ABL基因的Flk1＋细胞植入NOD/SCID小鼠，导致小鼠粒系增生紊乱。这些结果表明，这种表达BCR/ABL基因Flk1+CD31-CD34-的MSCs具有以下三个特点，第一，它的发育比CD34＋的HSCs更早，具有自我更新及分化的能力，因而具有CML肿瘤干细胞的特性，第二，CML的基因转化更有可能发生在比HSCs更高的干细胞水平,即血液血管干细胞水平，因此，它具有血液血管干细胞的特点。第三，它分化的骨髓基质细胞又可能构成了适于恶变细胞生长的骨髓微环境，使恶变的细胞得以被选择而继续发育。本课题通过研究慢性粒细胞白血病成血液血管干细胞即Flk1+CD31-CD34-MSCs对造血干细胞增殖分化调控的作用机制，探讨异常骨髓微环境对慢性粒细胞白血病发生的分子机制，为临床预防治疗提供理论依据。.在本课题的第一部分，我们首先分析了CML成血液血管干细胞即Flk1+CD31-CD34-MSC的细胞生物学特性。实验结果发现，Flk1+CD31-CD34-MSCs在细胞形态、表型和生长特性等方面与健康人来源的MSCs没有明显的区别，但是这些表达CML BCR/ABL融合基因的间充质干细胞对T细胞活化抑制能力减弱，即CML患者体内的T细胞活性异常升高。由于我们先前的动物实验已经发现MMP-9对人纤维肉瘤细胞系HT1080的肿瘤细胞的浸润和转移中发挥重要作用，但是MMP-9除了导致细胞外基质的降解进而影响浸润和转移，是否还有其它影响造血干细胞命运的作用还未知。因此，我们进一步探讨了慢性粒细胞白血病中Flk1+CD31-CD34-MSCs对HSC的调节作用，我们发现CML Flk1+CD31-CD34-MSC和正常人MSC与健康人脐带血HSC共培养体系中，粒单系前体细胞的集落形成增多，同时存在特异性分子分泌的异常，即高表达MMP-9和s-ICAM-1和s-Kit L，并且MMP-9干扰试验证明s-ICAM-1和s-Kit L受MMP-9的上调，从而证实CML Flk1+C