基于生物信息学筛选靶向抑制急性再生障碍性贫血患者骨髓间充质干细胞过度脂肪化的药物及验证

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
81172986
项目类别：
面上项目
资助金额：
50.0万
负责人：
刘丽宏
依托单位：
首都医科大学
学科分类：
H3407.药物设计与药物信息
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
刘丽宏；卢学春；杨波；迟晓华；李博；曹静；张晓菲；孟康；张娟娟；
关键词：
生物信息学二甲双胍急性再生障碍性贫血脂肪化骨髓间充质干细胞

项目摘要

急性再生障碍性贫血在青壮年多见，是威胁我国劳动人口的主要疾病之一，预后不良。过脂肪化是急性再障骨髓典型的病理特征，但缺乏其在发病中作用的研究，也无针对性治疗。目前急性再障治疗多关注免疫异常，强调干细胞移植和免疫抑制，但不良反应严重、费用昂贵，应用受限，并不适合我国大多数患者。我们前期生物信息学分析发现，急性再障骨髓T淋巴细胞可诱导骨髓间充质干细胞（MSC）向脂肪细胞分化。抑制MSC过度脂肪化可能有治疗再障的作用，这一推测已得到部分验证。本研究拟：①以诱导和抑制MSC脂肪化的模型为基础，观察急再骨髓T细胞和骨髓血清诱导MSC脂肪化的作用；②检测MSC脂肪化的特征性基因表达谱，与3000种常用药物的药物基因组学数据进行相似性分析，预测并验证靶向抑制MSC脂肪化的药物，并探讨机制；③验证预测出的二甲双胍和依硫磷酸对MSC过渡脂肪化的抑制作用。为筛选具自主知识产权的新型靶向治疗再障药物提供依据。

结项摘要

急性再生障碍性贫血在青壮年多见，是威胁我国劳动人口的主要疾病之一，预后不良。过脂肪化是急性再障骨髓典型的病理特征，但缺乏其在发病中作用的研究，也无针对性治疗。目前急性再障治疗多关注免疫异常，强调干细胞移植和免疫抑制，但不良反应严重、费用昂贵，应用受限，并不适合我国大多数患者。我们前期生物信息学分析发现，急性再障骨髓T淋巴细胞可诱导骨髓间充质干细胞（MSC）向脂肪细胞分化。抑制MSC过度脂肪化可能有治疗再障的作用。本研究（1）建立了满足研究需要的骨髓标本库，在急性再生障碍性贫血患者和健康志愿者知情同意的情况下，已经收集不同疾病阶段的骨髓标本133例，其中初诊急性再生障碍性贫血患者的骨髓标本（细胞和骨髓血清）73例、治疗有效者骨髓标本45例（细胞核骨髓血清）、治疗无效的急性再生障碍性贫血骨髓标本（细胞和血清）9例和健康志愿者骨髓标本6例。为本项目研究骨髓间充质干细胞过度脂向分化的特征做好了准备，提供了良好的骨髓库资源，也可资同行共同利用。.（2）检测了骨髓间充质干细胞脂肪化特征性基因表达谱，从人类基因组的宏观角度，筛选再障的发病相关基因，分析表明重型再生障碍性贫血骨髓间充质干细胞有313个基因表达受到抑制，有72个基因表达增强，具有全面和更具体的特点。.（3）预测并验证盐酸二甲双胍可抑制骨髓MSC向脂肪细胞分化。为筛选具自主知识产权的新型靶向治疗再障药物提供依据。本课题采用临床生物信息学方法，利用疾病基因组学和药物基因组学数据库，通过基因表达谱的相似性分析等生物信息学方法，预测出具有靶向抑制急性再障患者骨髓间充质干细胞脂肪化的药物，课题组通过基因表达谱和药物基因组学数据库，成功预测出盐酸二甲双胍和依硫磷酸具有抑制MSC脂肪化的作用。通过实验进一步证实,浓度为5mmol/L的盐酸二甲双胍具有抑制骨髓间充质干细胞向脂肪细胞分化的作用。.（4）动物实验证实二甲双胍对辐射损伤骨髓的造血具有保护作用，通过抑制骨髓MSC向脂肪细胞分化而治疗再障。二甲双胍能够升高因辐射而降低的LKB1的表达激动剂能够在一定程度上增加P-LKB1表达，恢复LKB1活性。.本研究证实了脂肪化是免疫异常的结果，也是再障发病的关键，抑制MSC过度脂肪化能够治疗再障。本研究建立的方法，为筛选具自主知识产权的新型靶向治疗再障药物提供依据，也为二甲双胍在治疗再障的临床应用提供理论和实验依据。