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【背景】
慢性髓系白血病(CML)是一种起源于造血干细胞(HSCs)恶性转化的骨髓增殖性肿瘤,是我国最常见的慢性白血病。正常造血干细胞在获得BCR/ABL融合基因后发生恶性转化,成为白血病干细胞(LSCs)。即使在白血病负荷较低时,CML仍表现出对正常造血功能的抑制,表现为贫血、血小板减少、粒细胞减少和骨质疏松。若无有效外界干预,患者最终会死于造血衰竭引起的感染、出血、贫血等并发症。骨髓造血龛是指骨髓中容纳并调控造血干细胞生物学行为从而维持造血稳态的细胞及细胞外基质微环境。其细胞成分主要包括骨髓间充质细胞(BMMSCs)及血窦内皮等。白血病细胞与骨髓造血龛之间的相互作用可以促进白血病进展及诱发药物耐药。研究显示,白血病细胞可直接重塑骨髓造血龛使之有利于LSCs生存及白血病进展而对HSCs功能及正常造血过程产生抑制。但是CML情况下骨髓造血龛重塑的发生形式及机制尚不明确。
外泌体是近年研究发现的细胞外排的纳米级脂质双分子层囊泡,可携带供体细胞来源的DNA、mRNA、miRNAs等核酸,蛋白质及脂质等生物活性分子,并可通过胞吞作用进入靶细胞,进行信息和物质的交换,是重要的细胞间信息交流途径。外泌体所携带的miRNAs是其发挥调控功能的重要效应分子,且外泌体可选择性富集特定miRNAs,但具体机制尚不清楚。近期研究显示,RNA结合蛋白HNRNPA2B1或HNRNPQ能够特异性识别含有特定模序的miRNAs分子并将其选择性富集进入外泌体内。而多种RNA结合蛋白也参与了CML的病理过程。作为异质核糖核蛋白家族的重要成员,HNRNPA1介导了多种与CML疾病进展有关的mRNA的加工与转运,而自身表达也受到BCR/ABL融合蛋白的去泛素化调控。现有研究均提示,白血病外泌体可能通过某种机制富集特定miRNAs,并参与造血龛重塑。
【目的】
探究白血病外泌体在骨髓造血龛重塑的作用及分子机制。
【方法】
通过体外细胞实验及体内小鼠实验探究了白血病外泌体在骨髓造血龛重塑中的作用及分子机制。应用二代测序、生物信息学分析等手段探究引起造血龛重塑的关键外泌体miRNAs及其被外泌体选择性富集的机制。
【结果】
1.在体外细胞及体内小鼠实验中,CML细胞均显著抑制BMMSCs成骨分化能力及增殖能力。
2.CML细胞来源的外泌体可倾向性传递至BMMSCs,并抑制BMMSCs成骨能力及造血支持能力。
3.白血病外泌体中可富集大量以miR-320为代表的一系列抑制增殖的miRNAs。白血病细胞利用外泌体途径外排miR-320,一方面降低了白血病细胞中miR-320水平,解除了miR-320对BCR/ABL的降解,及其所导致的细胞周期抑制作用,促进了白血病细胞的增殖;另一方面,外泌体携带的miR-320进入BMMSCs后,通过靶向β-catenin,抑制BMMSCs的成骨分化能力,重塑造血龛,促进了白血病的恶性演变。
4.HNRNPA1可通过识别特定模序介导miR-320在白血病外泌体中的富集。
【结论】
慢性髓系白血病细胞来源的外泌体可在HNRNPA1蛋白的介导下选择性富集miR-320并靶向传递至BMMSCs,是骨髓造血龛重塑的重要机制。
慢性髓系白血病(CML)是一种起源于造血干细胞(HSCs)恶性转化的骨髓增殖性肿瘤,是我国最常见的慢性白血病。正常造血干细胞在获得BCR/ABL融合基因后发生恶性转化,成为白血病干细胞(LSCs)。即使在白血病负荷较低时,CML仍表现出对正常造血功能的抑制,表现为贫血、血小板减少、粒细胞减少和骨质疏松。若无有效外界干预,患者最终会死于造血衰竭引起的感染、出血、贫血等并发症。骨髓造血龛是指骨髓中容纳并调控造血干细胞生物学行为从而维持造血稳态的细胞及细胞外基质微环境。其细胞成分主要包括骨髓间充质细胞(BMMSCs)及血窦内皮等。白血病细胞与骨髓造血龛之间的相互作用可以促进白血病进展及诱发药物耐药。研究显示,白血病细胞可直接重塑骨髓造血龛使之有利于LSCs生存及白血病进展而对HSCs功能及正常造血过程产生抑制。但是CML情况下骨髓造血龛重塑的发生形式及机制尚不明确。
外泌体是近年研究发现的细胞外排的纳米级脂质双分子层囊泡,可携带供体细胞来源的DNA、mRNA、miRNAs等核酸,蛋白质及脂质等生物活性分子,并可通过胞吞作用进入靶细胞,进行信息和物质的交换,是重要的细胞间信息交流途径。外泌体所携带的miRNAs是其发挥调控功能的重要效应分子,且外泌体可选择性富集特定miRNAs,但具体机制尚不清楚。近期研究显示,RNA结合蛋白HNRNPA2B1或HNRNPQ能够特异性识别含有特定模序的miRNAs分子并将其选择性富集进入外泌体内。而多种RNA结合蛋白也参与了CML的病理过程。作为异质核糖核蛋白家族的重要成员,HNRNPA1介导了多种与CML疾病进展有关的mRNA的加工与转运,而自身表达也受到BCR/ABL融合蛋白的去泛素化调控。现有研究均提示,白血病外泌体可能通过某种机制富集特定miRNAs,并参与造血龛重塑。
【目的】
探究白血病外泌体在骨髓造血龛重塑的作用及分子机制。
【方法】
通过体外细胞实验及体内小鼠实验探究了白血病外泌体在骨髓造血龛重塑中的作用及分子机制。应用二代测序、生物信息学分析等手段探究引起造血龛重塑的关键外泌体miRNAs及其被外泌体选择性富集的机制。
【结果】
1.在体外细胞及体内小鼠实验中,CML细胞均显著抑制BMMSCs成骨分化能力及增殖能力。
2.CML细胞来源的外泌体可倾向性传递至BMMSCs,并抑制BMMSCs成骨能力及造血支持能力。
3.白血病外泌体中可富集大量以miR-320为代表的一系列抑制增殖的miRNAs。白血病细胞利用外泌体途径外排miR-320,一方面降低了白血病细胞中miR-320水平,解除了miR-320对BCR/ABL的降解,及其所导致的细胞周期抑制作用,促进了白血病细胞的增殖;另一方面,外泌体携带的miR-320进入BMMSCs后,通过靶向β-catenin,抑制BMMSCs的成骨分化能力,重塑造血龛,促进了白血病的恶性演变。
4.HNRNPA1可通过识别特定模序介导miR-320在白血病外泌体中的富集。
【结论】
慢性髓系白血病细胞来源的外泌体可在HNRNPA1蛋白的介导下选择性富集miR-320并靶向传递至BMMSCs,是骨髓造血龛重塑的重要机制。