巨噬细胞参与粒细胞集落刺激因子抑制骨髓红细胞生成过程导致机体贫血的作用及机制研究

G-CSF is widely used to patients who recover from chemotherapy or radiotherapy to promote the production of neutrophils. But G-CSF can inhibit erythropoiesis in bone marrow and induce anemia, its mechanism remain unclear. Our preliminary results showed that macrophages are important for inhibition of erythropoiesis in bone marrow caused by G-CSF in a murine model. These results indicate that the effect of G-CSF on erythropoiesis in bone marrow may owe to the contribution of macrophage. Therefore, the project will elucidate the role of G-CSF in medullar erythropoiesis repression is associated with macrophage. Then, we will evaluate the mechanism of G-CSF on destruction of erythropoiesis in bone marrow by adjusting the phenotype and function of macrophages in mice by application of neutralizing antibodies, gene silencing technology. This project will provide new sight into the clinical application of G-CSF and also will enrich pathogenesis of G-CSF-related anemia, providing a new target for treatment of patients with cancer suffered from anemia.

粒细胞集落刺激因子（G-CSF）用于治疗癌症患者化疗或放疗期间的白细胞减少症，然而，其可导致贫血的发生发展，不仅影响临床治疗效果，还严重干扰患者的进一步治疗，但其致贫血的具体机制尚不清楚。我们前期实验结果表明巨噬细胞参与G-CSF抑制骨髓红细胞生成过程，提示G-CSF可能通过巨噬细胞调控骨髓红细胞生成，由此提出“G-CSF-巨噬细胞-红细胞生成破坏-贫血”这一新的病理生理机制。本课题拟通过构建动物模型，体外细胞培养等方法明确G-CSF通过调节骨髓微环境中巨噬细胞表型和功能，影响红系细胞生成和发育，导致机体发生贫血；并运用抗体中和、基因沉默技术，通过分子生物学、免疫荧光、流式细胞仪等实验方法深入探讨G-CSF介导巨噬细胞抑制骨髓红细胞生成的分子机制。本研究将为G-CSF的临床个体化应用提供新的视点，充实和完善G-CSF调控骨髓红细胞生成的作用机理，并为临床相关患者的治疗提供新思路和药物靶点。

G-CSF可调节体内中性粒细胞的生成，在感染相关的炎症反应中，体内G-CSF 生成增加，并促进粒细胞生成。重组人G-CSF被广泛应用于先天性和获得性中性粒细胞减少症患者，同时被常规应用于骨髓造血干细胞动员。在稳态条件下，骨髓是成人红细胞生成的主要部位，但如果骨髓红细胞生成受到抑制，也可发生脾红细胞生成。我们发现，高剂量G-CSF可损害骨髓红细胞生成，并促进脾红细胞生成。感染相关的炎症抑制骨髓红细胞生成并增强脾红细胞生成。因此，我们假设，G-CSF是炎症条件下诱导骨髓和脾脏红细胞生成紊乱的关键调节分子。.全身炎症反应可导致脾肿大，与细菌感染相关的非创伤性脾破裂在临床较罕见，但却是致命的，常与脾肿大共存，而G-CSF治疗可导致脾肿大。但，G-CSF在炎症相关脾肿大中的病理机制尚不清楚，对G-CSF诱导的脾肿大和脾破裂的调节机制研究较少。在本研究中，我们探索了在LPS诱导的小鼠炎症反应模型中，内源性G-CSF对骨髓和脾脏红细胞生成的影响，并验证了G-CSF在炎症相关脾肿大中的作用。另外，肾小管间质细胞产生的促红细胞生成素(EPO)调节成红细胞的生成。因此，我们进一步证明了EPO在G-CSF诱导的脾红细胞生成中的作用。.我们目前的结果表明：G-CSF处理的小鼠体内中性粒细胞数目显著增加，在全体性炎症条件下，TLR4启动G-CSF上调，抑制骨髓红细胞生成。G-CSF诱导的骨髓红细胞生成抑制，导致机体贫血和缺氧，刺激肾细胞促红细胞生成素的表达，进而促进脾内红细胞生成。抑制G-CSF可能是预防炎症相关红细胞生成障碍和治疗炎症性贫血的潜在策略。.本课题的研究明晰了G-CSF导致的机体红细胞生成紊乱的机制，并为G-CSF的药物机理提供了重要的实验参考。