医学进展
2010年11月号
医学进展
医生日记
在他乡

芳香烃受体拮抗剂促进造血干细胞增殖

    造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSC)具有自我更新能力并能分化为各种血细胞前体细胞,最终生成各种血细胞成分,包括红细胞、白细胞和血小板。造血干细胞是衍生和组成人体血液及免疫系统的最根本基石,能够不断地自我繁殖,因此造血干细胞的移植可以治疗各类血液病,如:白血病、先天性遗传疾病以及肿瘤等。治疗以上疾病,主要是从骨髓、外周血和脐带血中提取造血干细胞,但由于HLA配型限制和分离得到的造血干细胞数量有限,使异体造血干细胞移植临床应用受到一定限制,自体干细胞移植虽可解决配型问题,但同样也面临着造血干细胞数量有限的难题。最近美国的研究人员发现芳香烃受体拮抗剂Stem Regenin 1(SR1)可刺激HSC增殖,这为HSC移植的应用带来了新希望。

    HSC体外培养需加入血小板生成素、干细胞因子、flt3和IL-6,但是在这种培养条件下HSC大量增殖后发生分化,失去干细胞潜能。如果在加入上述细胞因子的同时联合加入SR1,则可使HSC在增殖的同时继续表达CD34和CD133,保持干细胞特性,而且SR1这种抑制HSC分化的作用是可逆的,去掉SR1 HSC迅速分化。单独的SR1无法促进HSC增殖,必须与上述细胞因子协同作用。SR1发挥作用有种属限制,它对人、猴和狗的HSC有效,对小鼠的HSC无效。

    进一步研究发现,SR1对干细胞分裂速度无明显影响,但可促进体外培养的脐血(cord blood,CB)干细胞集落形成单位(colonyformingunits,CFU)形成。人造血干细胞NSG小鼠体内移植实验显示,在同样移植10000个HSC的情况下,移植后8周内NSG小鼠外周血和13周内骨髓人CD45+细胞比例高于对照组和未经体外培养组,这说明在体内SR1仍然具有促进HSC增殖和维持HSC功能的作用。比较这些注入NSG小鼠体内的HSC所分化出来的血细胞数量,SR1培养组同样高于对照组和未经体外培养组。

    对SR1促进HSC增殖的机理研究发现,SR1可与芳香烃受体直接结合而抑制干细胞细胞色素P4501B1(CYP1B1)和芳香烃受体抑制物(aryl hydrocarbonreceptor repressor,AHRR)基因表达,这两种分子转录均受芳香烃受体(aryl hydrocarbonreceptor,AHR)调控,这说明SR1主要是通过抑制AHR信号通路发挥作用。

    此项研究证实SR1可通过抑制芳香烃受体而刺激造血干细胞增殖,SR1有可能作为一种有效的药物应用于自体和异体造血干细胞移植,为肿瘤和血液病人提供新的希望。(编译:吴娟娟)

参考文献:《Science》2010;329:1345-1348

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