DLK1与骨髓增生异常综合征骨髓衰竭的研究

Bone marrow mesenchymal stem cells (BM-MSCs) and their progeny are the main components of the bone marrow microenvironment. Normal haematopoiesis is regulated by BM-MSCs and their progeny, maintaining haemopoietic stem cell (HSC) self-renewal and orchestrating HSC proliferation and differentiation to all blood cell types. Resent studies for myelodysplastic syndrome (MDS) patients and MDS mice model revealed BM-MSC harbored abnormalities in cytobiology, cytogenetics and epigenetics. Our previous study showed that DLK1 mRNA and protein levels were higher in BM-MSCs from MDS patients than those from healthy control and aplastic anemia patients. In vitro, the result of long term co-culture showed that BM-MSCs of transgenic mice which over-expressed DLK1 inhibited the proliferation capacity of BFU-E, CFU-G, CFU-M, besides the size of the colones was much smaller and the morphology seemed looser compared to the controls, especially the BFU-E. In order to explore the impact of DLK1 on bone marrow failure in MDS and new therapeutic targets, using the methods of molecular biology, epigenetics, cytobiology and transgenetic mice model, we will study the impact of DLK1 on BM-MSC proliferation, differentiation, haemopoietic supportive capacity, immunomodulation in vivo and vitro and develop new MDS mice model.

骨髓间充质干细胞（BM-MSC）及其分化的细胞是骨髓微环境的重要组成部分，其参与造血干细胞（HSC）的自我更新，增殖和分化，对造血起着支持和调节作用。近年来对骨髓增生异常综合征（MDS）患者和小鼠模型的研究发现，BM-MSC在细胞生物学、细胞遗传学、表观遗传学方面存在异常。我们的前期研究发现MDS-MSC中DLK1表达量较正常对照和再生障碍性贫血患者明显增高。体外长周期BM-MSC与HSC共培养结果显示过表达DLK1的转基因鼠BM-MSC具有抑制BFU-E，CFU-G，CFU-M增殖的能力。本课题在这些前期研究发现的基础上得以提出，拟通过体内、外实验，应用分子生物学、表观遗传学、细胞生物学和转基因动物模型的实验方法，研究DLK1表达异常对BM-MSC增殖、分化、造血支持、免疫调节功能的影响并建立新的MDS小鼠模型。旨在阐明DLK1在MDS骨髓衰竭中的作用，以期为MDS的治疗寻找新的靶标。

骨髓增生异常综合征（MDS）是一组克隆性造血干细胞疾病，其特征是血细胞减少，髓系细胞一系或多系发育异常,无效造血，以及演变为急性髓系白血病的风险增高。近年来对血液系统疾病的研究中发现MDS 患者CD34+HSPC 高表达DLK1。我们研究发现， MDS患者与正常供者和AA患者相比，在BM-MNC、BM-MSC、骨髓浆和血清中均高表达DLK1。结合临床资料分析表明MDS患者血清中DLK1蛋白表达量与CFU-E、BFU-E、IL-2水平呈负相关，与铁蛋白水平呈正相关。MDS患者的BM-MSC造血支持能力检测结果表明高表达DLK1的BM-MSC会抑制红系集落的形成。DLK1转基因小鼠模型的血常规及其它表型均无明显异常，但共培养实验结果显示过表达DLK1转基因鼠的BM-MSC明显抑制各系集落的形成，造血支持能力减弱。综上，我们的研究表明MDS患者高表达DLK1，MDS患者BM-MSC中的DLK1可能通过抑制红系干细胞的增殖能力来参与到MDS疾病骨髓衰竭的发生。目前，我们已构建DLK1骨髓间充质系统特异性敲除的小鼠模型，并正在针对该小鼠模型进行相关的表型分析和分子机制的完善研究。.我国MDS患者突变谱系及其热点基因突变的研究：采用基因芯片靶向测序技术对511例MDS患者进行基因突变检测，并回顾性分析其临床资料。我们共检测到83个突变基因，近九成的MDS患者伴有至少1个基因突变，表观遗传和剪接子相关基因是MDS最常受累基因。剪切因子相关的基因U2AF1基因突变频率高达 17%。U2AF1突变在较年轻的MDS患者中更为常见，为较常见的起始突变。携带有不同类型和不同位点U2AF1突变的MDS患者具有不同的临床特征和生物学特性。.骨髓增生异常综合征小鼠动物模型的构建及其机制研究：通过转录组学和表观基因组学分析，在带有不同基因突变的MDS患者的骨髓细胞中发现HIF1A为一共同作用分子。随后，在构建的一系列携带不同MDS常见基因突变的转基因小鼠模型研究中进一步证实HIF1A功能异常在MDS发生中发挥着核心作用，并且通过基因敲除HIF1A基因或者是应用HIF1A抑制剂，都能逆转转基因小鼠模型的MDS相关临床表征。以上研究成果表明HIF1A是MDS发生的关键分子，以HIF1A为靶点的治疗有望成为MDS患者新的治疗策略。