造血细胞在癌性重编程中干性获得

发布时间：2020-05-17 08:31

【摘要】：体细胞在癌变过程中能够获得类似干细胞的特征,然而,它们具有的自我更新能力是从干细胞保留而来还是致癌因子赋予给体细胞的仍未知晓。本论文首先通过TEL-AML1诱导前白血病干细胞(Pre-LSCs)模型,在人脐带血来源的干细胞(HSCs,Lin~-CD34~+CD38~-CD49f~+)和祖细胞(MPPs,Lin~-CD34~+CD38~-CD49f~-)中分别表达TEL-AML1,小鼠移植实验(SRC)表明TEL-AML1的靶细胞为干细胞。为了进一步探讨靶细胞的干性潜能是否为TEL-AML1诱导Pre-LSCs所必需,我们引入了iBMI1敲除系统用以干扰干细胞的干性功能。通过小鼠移植实验,我们发现TEL-AML1在敲除iBMI1的HSCs中无重建能力也无法诱发Pre-LSCs。说明靶细胞的自我更新能力对于TEL-AML1起始白血病发生形成Pre-LSCs至关重要。因此,我们推断白血病细胞具有的干性可能是从干细胞保留而来。为了进一步探讨分化了的细胞获得干性和恶性的分子机制,我们首先通过分析发现IKZF1基因突变的白血病细胞具有共同的干性特征谱系,因此我们把IKZF1基因缺失导致的一个常见亚型IK6作为模型,将其导入人的早期造血细胞并移植入小鼠体内。我们验证了IK6确实可以显著提高干细胞的干性潜能,但同TEL-AML1一样不能赋予祖细胞以干性。于是我们进一步考察IK6对由干细胞分化而来的B淋巴细胞的影响。我们将一代小鼠骨髓中重建细胞按照免疫表型划分为干细胞富集群(CD34~+CD19~-)、B祖细胞富集群(Pro-B,CD34~+CD19~+)以及不成熟B和成熟B细胞富集群(IM/M-B,CD34~-CD19~+),并对这三群细胞进行了功能及转录组分析。体内SRC实验表明IK6阳性的Pro-B及IM/M-B细胞在二代小鼠移植实验中可以成功重建,即具有了干性潜能。RNA-seq数据分析表明IK6异位表达后的B淋巴细胞具有了与白血病细胞同样的干性和恶性表达谱以及其对应的信号转导通路的激活,并且这些分子特征可以在白血病细胞中追溯到。综上所述,本论文提出了一个借由单个基因突变引发出的肿瘤发生模型,在此模型中单个基因突变即可引起体细胞重编程,使其具有与癌细胞相似的基因谱系特征。因此,本论文的研究对于洞悉体细胞的癌性重编程具有重要意义。本课题对于研究肿瘤发生和在体细胞重编程中避免恶性转变具有重要意义。
【图文】：

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上海交通大学博士学位论文1 绪论造血系统是一个高度等级分化的体系。造血系统的建立和维持依赖于一群数量很少的造血干细胞(HSCs)。[1-4]这群细胞具有独特的自我更新能力和分化成下级细胞的潜能。而肿瘤亦是由一群功能上以及形态学上高度异质的细胞群体组成。[5-9]肿瘤的生长和维系是由其中的一小部分叫做肿瘤干细胞(CSCs)或者肿瘤起始细胞的细胞群体来完成。肿瘤干细胞具有类似正常干细胞的生物学特点。（图 1）因此这两者之间在功能和机制的研究上密切相关。

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图 2. 造血干细胞的自我更新及分化示意图Figure 2. Self-renewal and differentiation of hematopoietic stem cellsHSCs 在其生命周期中需要不断自我更新生成新的 HSCs 以及分化生成多潜能祖细胞(MPPs)，MPPs 继续往下定向分化生成各系前体细胞，最终产生成熟血液细胞，包括 T、B 淋巴细胞，自然杀伤细胞，树突状细胞，粒细胞，，巨噬细胞，血小板以及红细胞。1.1.1 造血干细胞的功能研究造血干细胞具有两面性，即自我更新能力和多系分化潜能。HSCs 的自我更新能力是维持血液系统稳态的基础。而 HSCs 多系分化潜能使得在合适的条件下，一个HSC 即可重建整个造血系统。[4, 13]研究人员为了研究干细胞特有的自我更新功能设计了不同的方法体系：克隆集落形成细胞(CFC)的重铺板实验，长时程培养起始细胞(LTC-IC)实验，SCID 小鼠体内
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R730.2

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