Cdc42對范可尼貧血骨髓龕中造血幹細胞的調控及其機理

《Cdc42對范可尼貧血骨髓龕中造血幹細胞的調控及其機理》是依託華南師範大學，由杜瑋擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：Cdc42對范可尼貧血骨髓龕中造血幹細胞的調控及其機理
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：杜瑋
• 依託單位：華南師範大學

項目摘要

骨髓衰竭是范可尼貧血（FA）典型的臨床表現，是造血幹細胞（HSC）從骨髓龕逐漸流失的反映。Cdc42是調控骨髓龕中HSC的關鍵因子。本項目以已有的FA HSC cdc42相關實驗結果為基礎，以已建立的Notch-eGFP/Fanca-/-小鼠和人性化的FA NSGS異種移植小鼠為模型:①揭示HSC極性狀態對其不對稱分裂模式的影響，比較極性、非極性FA HSC移植後的造血重建功能，闡明cdc42活性下降引起了FA HSC極性缺失，減少了不對稱分裂模式而導致自我更新功能和造血重建功能減退的機理；②探討cdc42活性抑制劑CASIN是否通過增加FA骨髓龕開放率而提高了正常或FA基因修復的HSC在 FA受體中的植入效果，明確CASIN有效動員FA HSC的機理。研究結果不僅有助於闡明FA骨髓衰竭的病理生理學分子基礎，而且有助於形成以CASIN為基礎的用於FA基因修復HSC移植的非清髓預處理新方案。

結題摘要

范可尼貧血（Fanconi anemia, FA）是一種由基因變異引發的遺傳性貧血，臨床上常見多發性先天畸形和骨髓衰竭等，易發展為白血病。其骨髓衰竭和白血病的發生是造血幹細胞（HSCs）的衰竭和惡性轉化導致的。骨髓龕是HSCs的支持環境，骨髓間充質基質細胞（MSCs）是骨髓龕的主要成份，對HSCs的維持至關重要。Cdc42是Rho GTP酶的一種，在調解細胞的極性形態和HSCs的分化中起很重要的作用。我們通過採用兩種小鼠模型，研究了FA MSCs的造血支持功能。發現Fanca-/-和Fancc-/-小鼠的MSCs體外培養時增殖能力減弱且易於衰老。進一步研究表明， FA MSCs中的Cdc42活性降低。體內與體外實驗均證明，與Fanca-/-和Fancc-/-的MSCs共培養後的WT HSCs 與WT MSCs共培養後的WT HSCs相比自我更新能力降低。FA缺陷基因修復可以恢復Cdc42的活性和改善FA MSCs的造血支持功能；活性持續的Cdc42突變體Cdc42F28L的強制表達可以明顯改善FA MSCs的造血支持功能；採用非經典Wnt5a提高Cdc42的活性亦可以改善FA MSCs的造血支持功能。機理研究表明，FA蛋白通過調整Wnt5a的表達來協調Cdc42的活性，從而影響了FA HSCs自我更新功能和造血重建功能，因此，提高Cdc42活性有助於FA的幹細胞治療。另外，我們發現蛋白精氨酸甲基轉移酶（PRMT5）活性降低與原癌基因K-rasG12D引起的白血病發生相關，對FA HSCs進行強化PRMT5表達可減緩受體小鼠的白血病發生；還發現免疫受體Trem1表達升高協同FA基因變異引起的DNA損傷反應降低，對Fanca缺陷的小鼠白血病前期小鼠造血乾祖細胞擴充起到推動作用。這些結果為防治FA發展為白血病提供了病理生理學的理論依據。