miR-99a:造血干细胞调控新靶点与白血病治疗新希望

【字体: 时间:2025年03月15日 来源:Scientific Reports 3.8

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  研究人员探究 miR-99a 对造血干 / 祖细胞(HSPCs)的影响,发现其促进增殖、抑制分化,或为白血病治疗带来新思路。

  在人体的血液系统中,造血干细胞(Hematopoietic stem cells,HSCs)如同生命的 “种子”,源源不断地分化出各种血细胞,维持着血液系统的正常运转。然而,当这一精密的调控过程出现异常,白血病等血液疾病便可能乘虚而入。近年来,非编码 RNA 在血液疾病中的作用备受关注,其中 miR-99a 作为一类微小核糖核酸(MicroRNAs,miRNAs),其在白血病中的异常表达与不良预后相关,但其对正常造血的影响却尚不明确。为了深入了解 miR-99a 的 “真面目”,中国医学科学院血液病医院(中国医学科学院血液学研究所)等机构的研究人员展开了一项意义重大的研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。
在这项研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。他们从健康足月新生儿的脐带血中获取造血干 / 祖细胞(Hematopoietic stem/progenitor cells,HSPCs),通过慢病毒载体转导技术,让 miR-99a 在细胞中过表达;利用集落形成细胞(Colony-forming cell,CFC)测定、长期培养起始细胞(Long-term culture-initiating cells,LTC-IC)测定等实验,评估细胞的增殖、自我更新和分化能力;借助生物信息学分析、双荧光素酶报告实验,探索 miR-99a 的作用机制和潜在靶点。

研究结果令人瞩目:

  1. miR-99a 加速 HSPCs 增殖:研究人员发现,与正常 HSPCs 相比,白血病干细胞中 miR-99a 表达显著上调。通过慢病毒载体使 miR-99a 在人脐带血 CD34+细胞中过表达后,细胞生长明显加速,处于 S 期的细胞比例增加,增殖指数显著高于对照组,且凋亡细胞更少。这表明 miR-99a 就像给 HSPCs 注入了一针 “兴奋剂”,让它们疯狂增殖。
  2. miR-99a 增强 HSPCs 自我更新能力:进一步研究发现,miR-99a 过表达能提高 LTC-IC 的频率,增加鹅卵石区域的大小和数量,在集落重铺实验中,后续轮次的集落形成能力也更强。这意味着 miR-99a 能帮助 HSPCs 更好地 “自我复制”,维持其干细胞特性。
  3. miR-99a 促进恶性 HSPCs 生长优势:在携带 JAK2V617F突变(一种常见的克隆造血相关突变)的小鼠模型中,过表达 miR-99a 的 c-Kit 细胞在后续轮次的集落形成实验中产生更多菌落,c-Kit 细胞比例也显著增加。这说明 miR-99a 能为恶性克隆提供生长优势,推动白血病的发展。
  4. miR-99a 阻碍髓系成熟和红系发育:在 CFC 实验和流式细胞术分析中,miR-99a 过表达使 CFU-GEMM 和 CFU-GM 集落数量增加,CFU-E 计数减少,髓系细胞成熟标记物(CD13+CD11b+)比例降低;在红系分化实验中,miR-99a 过表达减缓了红系分化进程,使早期红系分化细胞比例增加,去核红细胞比例下降。这表明 miR-99a 就像一个 “路障”,阻碍了 HSPCs 向成熟血细胞的分化。
  5. miR-99a 提高 CD34+细胞体内移植能力:将过表达 miR-99a 的 CD34+细胞移植到 NOG 小鼠体内,16 周后发现,miR-99a 组小鼠外周血和骨髓中人类 CD34+细胞比例显著高于对照组,说明 miR-99a 能显著提高 CD34+细胞在体内的植入能力。
  6. miR-99a 影响 CD34+细胞转录谱:转录组测序分析发现,miR-99a 过表达导致 547 个基因差异表达,基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)显示,与 HSCs、造血分化、E2F 靶点和 WNT 信号相关的基因集上调,且与多种恶性肿瘤相关。这揭示了 miR-99a 影响 HSPCs 功能的潜在分子机制。
  7. miR-99a 通过靶向 NIPBL 调控 HSPCs:通过综合分析,研究人员确定 NIPBL 是 miR-99a 的直接靶点。双荧光素酶报告实验证实了这一点,干扰 NIPBL 表达后,HSPCs 表现出与 miR-99a 过表达相似的表型,即抑制分化。

在讨论部分,研究人员指出,在生理状态下,造血细胞的自我更新和分化受到严格调控,而 miR-99a 过表达打破了这种平衡,促进 HSPCs 增殖和克隆形成,抑制其分化,这些变化与肿瘤进展密切相关。虽然过表达 miR-99a 不足以直接诱导白血病转化,但在携带 JAK2V617F突变的背景下,能促进恶性克隆生长。这表明 miR-99a 在白血病发生发展过程中扮演着重要角色,靶向 miR-99a 或 NIPBL 可能为血液恶性肿瘤的治疗开辟新途径。

总的来说,这项研究揭示了 miR-99a 在调控 HSPCs 中的关键作用,为理解正常和恶性造血过程提供了新的视角,也为未来开发针对血液疾病,尤其是白血病的精准治疗策略奠定了坚实基础。相信在不久的将来,随着对 miR-99a 研究的不断深入,人类在攻克白血病等血液疾病的道路上会取得更大的突破。
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