论文部分内容阅读
传统的造血干细胞移植模型需要通过全身辐照或化疗预处理来进行骨髓细胞清除,这种清除方式在实现造血干细胞植入的同时,也会对非造血系统的细胞产生破坏,引起严重的非造血细胞生理功能紊乱和潜在的肿瘤威胁。我们不知道仅仅特定的造血细胞清除是否已满足造血干细胞植入条件,我们也不清楚造血系统是否存在一种内在反馈回路来平衡造血干细胞的状态。针对上述科学问题,我们在小鼠血液系统引入带有白喉毒素受体-GFP (DTR-GFP)的报告系统,通过注射DT可以在活体内特异性将表达DTR的白细胞杀死,而对不表达DTR的血液细胞及非血液细胞无效,从而成功实现造血细胞特异清除。通过上述模型,我们证明了部分造血细胞特异性清除可以迅速激活造血干细胞,实现从生理稳态下休眠状态到应激造血下激活状态转变；DT清髓方法可以替代全身性辐照或者化疗预处理的清髓方案,实现外源造血干细胞的成功植入,重构整个造血系统。简单地说,首先将DTR-GFP报告元件插入ROSA26位点,得到一种带有loxp-stop-loxp关闭功能的(DTR)-GFP报告小鼠(LSL-DTR)。然后,将LSL-DTR报告小鼠和Vav-Cre小鼠交配得到双转基因型小鼠(DTR-GFP)。我们首先将DTR-GFP+的骨髓细胞(CD45.2)移植到亚致死剂量辐照的受体小鼠(CD45.1)体内,得到50-80%的造血嵌合体。在移植4个月后,受体小鼠体内的造血生成达成稳态(Homeostasis)。我们再通过注射白喉毒素(DT)就可以特异的清除带有DTR-GFP+的白细胞,而不会杀死受体小鼠自身CD45.1+的造血细胞和其他非造血细胞。我们的细胞周期实验说明,由于内在造血成分的缺失会导致野生型造血干细胞迅速进入细胞周期(Cell Cycle),表明血液系统内部存在反馈机制,应激失血可以迅速激活休眠态HSCs应激造血。进一步实验证明,供体骨髓干细胞可以成功植入DT处理过的血液系统DTR嵌合鼠,表明血液细胞特异清除是足以实现造血干细胞植入。综上所述,本文通过建立一种新方法,实现了血液细胞特异性清髓,丰富了造血干细胞移植研究手段,发现了造血系统内在的反馈回路可以调控造血干细胞的休眠和激活状态,为研究造血干细胞状态转换机制提供新思路和方法。