穿心莲内酯促进人脐带血CD34+造血干细胞体外扩增并维持其功能特性的机制研究

脐带血移植(UCBT)面临HSCs数量不足的临床瓶颈，泰国Thammasat大学团队创新性发现穿心莲内酯(AP)可显著扩增脐带血源CD34+CD38-CD90+原始造血干细胞，通过激活Wnt/β-catenin和Notch信号通路维持干细胞干性，提升CFU-GEMM等多系分化潜能，为造血干细胞移植(HSCT)提供新型扩增策略。

　　

脐带血造血干细胞移植是治疗白血病、淋巴瘤等血液系统疾病的重要手段，但单个脐带血单位中造血干细胞(HSCs)数量有限成为制约临床应用的瓶颈。现有扩增技术难以兼顾细胞数量与功能维持，导致移植后造血重建延迟等问题。如何实现HSCs的高效体外扩增同时保留其自我更新和多系分化能力，成为再生医学领域亟待解决的科学问题。

泰国吞武里大学医学院（Thammasat University）Duangrat Tantikanlayaporn团队在《Scientific Reports》发表的研究中，首次揭示传统中药穿心莲提取物穿心莲内酯(andrographolide, AP)可显著促进脐带血源CD34⁺造血干细胞体外扩增。研究人员通过流式细胞术证实AP使原始HSCs(CD34⁺CD38^-CD90⁺)扩增2.26倍，SA-β-gal染色显示AP能抑制细胞衰老。机制研究发现AP通过协同激活Wnt/β-catenin和Hippo信号通路关键基因CTNNB1、PARD3等，维持干细胞干性相关转录因子BMI1、HOXB4的表达，同时下调分化相关基因ID2、BMPR1A。该研究为造血干细胞移植提供了安全有效的新型扩增方案。

研究采用磁珠分选获得高纯度(>95%)UCB-CD34⁺细胞，通过MTS法确定AP最佳作用浓度(1-5μM)。运用BrdU掺入实验和细胞周期分析检测增殖，流式细胞术分析干细胞表面标志物，CFC集落形成实验评估多系分化潜能，Nanostring技术系统筛查770个干细胞相关基因表达谱。

AP增加UCB-CD34⁺细胞扩增并抑制衰老

5μM AP处理7天使总细胞数增加2.26倍，BrdU⁺细胞比例提升至68%。细胞周期分析显示AP使S期细胞增加12%，SA-β-gal阳性细胞减少30%，证实AP通过促进细胞周期进程和抑制衰老实现扩增。

AP促进原始HSCs扩增

表型分析显示AP使CD34⁺CD38^-CD90⁺CD45RA^-原始HSCs增加1.8倍，qPCR证实干细胞标志物CD34、CD133及干性维持基因HOXB4表达显著上调。

AP维持HSCs多系分化能力

CFC实验显示AP组CFU-GEMM(多能祖细胞标志)增加2.1倍，BFU-E(红系祖细胞)增加1.7倍，表明扩增细胞保留完整造血分化谱系。

信号通路调控机制

Nanostring分析揭示AP特异性上调Wnt通路基因CTNNB1(β-catenin)、BAMBI等，Notch通路效应分子HES1表达增加2.3倍。同时Hippo通路调控因子PARD3表达上调抑制LATS1激酶，可能通过YAP/TAZ与β-catenin协同促进HSCs自我更新。

该研究首次阐明AP通过多靶点调控网络实现HSCs功能性扩增：在分子层面激活Wnt/β-catenin和Notch等干性维持通路，在功能层面提升集落形成能力和多系分化潜能。相较于现有细胞因子扩增方案，AP处理的HSCs表现出更低的衰老率和更强的移植潜力，为脐带血移植提供了新型小分子辅助策略。特别值得注意的是，AP作为天然化合物具有临床转化安全性优势，其通过表观遗传调控（如下调TET1甲基化酶）延缓HSCs分化的机制值得进一步研究。这项成果为突破造血干细胞移植的细胞数量瓶颈提供了重要理论依据和技术路径。