急性再生障碍性贫血在青壮年多见,是威胁我国劳动人口的主要疾病之一,预后不良。过脂肪化是急性再障骨髓典型的病理特征,但缺乏其在发病中作用的研究,也无针对性治疗。目前急性再障治疗多关注免疫异常,强调干细胞移植和免疫抑制,但不良反应严重、费用昂贵,应用受限,并不适合我国大多数患者。我们前期生物信息学分析发现,急性再障骨髓T淋巴细胞可诱导骨髓间充质干细胞(MSC)向脂肪细胞分化。抑制MSC过度脂肪化可能有治疗再障的作用,这一推测已得到部分验证。本研究拟①以诱导和抑制MSC脂肪化的模型为基础,观察急再骨髓T细胞和骨髓血清诱导MSC脂肪化的作用;②检测MSC脂肪化的特征性基因表达谱,与3000种常用药物的药物基因组学数据进行相似性分析,预测并验证靶向抑制MSC脂肪化的药物,并探讨机制;③验证预测出的二甲双胍和依硫磷酸对MSC过渡脂肪化的抑制作用。为筛选具自主知识产权的新型靶向治疗再障药物提供依据。
Aplastic anemia;Mesenchymal stem cells;adipocyte;bioinformatic;Metformin
急性再生障碍性贫血在青壮年多见,是威胁我国劳动人口的主要疾病之一,预后不良。过脂肪化是急性再障骨髓典型的病理特征,但缺乏其在发病中作用的研究,也无针对性治疗。目前急性再障治疗多关注免疫异常,强调干细胞移植和免疫抑制,但不良反应严重、费用昂贵,应用受限,并不适合我国大多数患者。我们前期生物信息学分析发现,急性再障骨髓T淋巴细胞可诱导骨髓间充质干细胞(MSC)向脂肪细胞分化。抑制MSC过度脂肪化可能有治疗再障的作用。本研究(1)建立了满足研究需要的骨髓标本库,在急性再生障碍性贫血患者和健康志愿者知情同意的情况下,已经收集不同疾病阶段的骨髓标本133例,其中初诊急性再生障碍性贫血患者的骨髓标本(细胞和骨髓血清)73例、治疗有效者骨髓标本45例(细胞核骨髓血清)、治疗无效的急性再生障碍性贫血骨髓标本(细胞和血清)9例和健康志愿者骨髓标本6例。为本项目研究骨髓间充质干细胞过度脂向分化的特征做好了准备,提供了良好的骨髓库资源,也可资同行共同利用。(2)检测了骨髓间充质干细胞脂肪化特征性基因表达谱,从人类基因组的宏观角度,筛选再障的发病相关基因,分析表明重型再生障碍性贫血骨髓间充质干细胞有313个基因表达受到抑制,有72个基因表达增强,具有全面和更具体的特点。(3)预测并验证盐酸二甲双胍可抑制骨髓MSC向脂肪细胞分化。为筛选具自主知识产权的新型靶向治疗再障药物提供依据。本课题采用临床生物信息学方法,利用疾病基因组学和药物基因组学数据库,通过基因表达谱的相似性分析等生物信息学方法,预测出具有靶向抑制急性再障患者骨髓间充质干细胞脂肪化的药物,课题组通过基因表达谱和药物基因组学数据库,成功预测出盐酸二甲双胍和依硫磷酸具有抑制MSC脂肪化的作用。通过实验进一步证实,浓度为5mmol/L的盐酸二甲双胍具有抑制骨髓间充质干细胞向脂肪细胞分化的作用。(4)动物实验证实二甲双胍对辐射损伤骨髓的造血具有保护作用,通过抑制骨髓MSC向脂肪细胞分化而治疗再障。二甲双胍能够升高因辐射而降低的LKB1的表达激动剂能够在一定程度上增加P-LKB1表达,恢复LKB1活性。本研究证实了脂肪化是免疫异常的结果,也是再障发病的关键,抑制MSC过度脂肪化能够治疗再障。本研究建立的方法,为筛选具自主知识产权的新型靶向治疗再障药物提供依据,也为二甲双胍在治疗再障的临床应用提供理论和实验依据。