凋亡相关的小分子在诱导多潜能干细胞（iPSCs）来源的CD34+产生巨核细胞以及血小板的作用及机制

It is believed that megakaryocytes undergo apoptosis pathway activation to shed platelets and a body of work supports this notion. Conversely, a range of pathophysiological insults, including chemotherapy, are thought to cause thrombocytopenia by inducing the apoptotic death of megakaryocytes and their progenitors. However, most of recent work demonstrated from the hematopoietic stem cell (HSC) differentiation into megakaryocytes that the expression of apoptosis-related inhibitor has an effect on the megakaryocytes maturation and expansion in vitro. Thus, it’s still unknown how the mechanism works during this process. A renewed interest in megakaryopoiesis and platelet generation came with the apoptotic-related chemicals. Here, we use apoptosis-related chemicals including activators and inhibitors to investigate the megakaryocytes and platelets generation from iPS derived CD34+ under serum free and feeder free condition in vitro. It’s expected to clarify the mechanism during the process. It could make a great progress for hiPSCs from the bench to the clinical use and also provide a new resource for the platelets generation in the future.

目前多数的观点认为凋亡通路的活化在巨核细胞成熟后分化为血小板的过程中发挥着重要的作用，但是这与体内某些病理状态下的反应相反，并且最近的许多研究报道中指出，在造血细胞分化为巨核细胞的过程中，某些凋亡抑制基因的表达，对于巨核细胞体外的产生及扩增具有重要的作用。因此，目前在巨核细胞和血小板产生过程中凋亡通路发挥作用的机制以及涉及的信号通路尚未清楚。而目前利用一些与凋亡通路相关的小分子来研究巨核细胞产生以及分化过程中的作用，已经成为一个新的热点。因此我们主要利用凋亡相关的小分子化合物包括活化或抑制细胞凋亡的小分子化合物在无血清无基质细胞只通过细胞因子和小分子化合物的方法在体外将hiPSCs诱导分化产生血小板，并阐明在这一分化过程中的一些相关的分子学机。为hiPSCs从实验室转化到临床应用奠定一定的基础，同时为临床上血小板的来源提供了很好的资源。

表观遗传修饰作用在调节干细胞的命运方面发挥了重要的作用。之前有文献报道过改变染色体结构的试剂（CMA）能够在体外扩增脐带血和骨髓来源的CD34+细胞。然而由于DNA甲基化的作用，使细胞具有一定的记忆功能，并且甲基化被认为是抑制细胞重编程的主要屏障。地西他滨是一种高度甲基化的药物，抑制DNA甲基化转移酶的作用，也是一个可以改变染色体结构的修饰剂，它能够改变基因的表达和造血干细胞（HSC）的自我更新。在急性髓系白血病中，地西他滨被用来诱导原代细胞向下分化，从而达到治疗的作用。人的造血干细胞（HSC）在体外扩增培养过程中，能够快速的分裂并且失去了其自我更新的能力。之前有文章报道，低浓度地西他滨能够促进巨核细胞分化形成血小板。因此，我们利用人诱导多潜能干细胞分化来的CD34+细胞，体外研究不同浓度的地西他滨对造血干细胞的自我更新以及分化的影响。我们利用了特殊的分化体系，将hiPSC诱导分化为造血干细胞，通过不同浓度地西他滨的作用，来研究造血干细胞的自我更新以及分化为巨核细胞和血小板。我们的结果证实，在CD34+体外扩增和自我更新中，前72小时内，浓度对CD34+细胞的增殖没有任何影响。体外扩增7天后发现, 低浓度的地西他滨能够抑制hiPSCs来源的CD34+细胞的扩增，这种抑制作用具有浓度依赖性。但是他们在体外能够抑制CD34+的分化功能，这种抑制作同样具有浓度依赖性。这一变化可能与DNA甲基化转移酶DNMT3A和DNMT3BA的高表达相关。在CD34+向巨核细胞和血小板分化的过程中，低浓度的地西他滨抑制了巨核细胞的增殖，同时虽然能够促进巨核细胞的产生，但却抑制了巨核细胞的成熟，因此证实了，地西他滨虽然能够在一定程度上在体外可维持干细胞的干性，同时低浓度可以促进巨核细胞的分化，但是却影响了巨核细胞的成熟，从而进一步抑制了体外血小板的产生。这些作用都与DNA的甲基化转移酶密切相关。因此造血干细胞体外扩增中，其干性的维持，需要染色体的高度甲基化。而其向巨核细胞分化的过程中DNA的高度甲基化虽然能够促进巨核细胞的产生，但是对巨核细胞的成熟和血小板的产生起到抑制的作用。这一作用机理，除了与DNA甲基化相关酶外，其他潜在作用机制需要进一步的研究。这一结果为将来干细胞的体外自我更新，以及巨核细胞和血小板的产生提供了一定的研究基础，为将来能够体外干细胞的扩增以及血小板的产生奠定了基础。

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