AMD3100联合地塞米松对造血干细胞的动员作用

中国组织工程研究第20卷第36期2016–09–02出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchSeptember2,2016Vol.20,No.36ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH5351·研究原著·燕备战，男，1969年生，河南省新安县人，汉族，2014年郑州大学毕业，硕士，副主任技师，主要从事临床输血方面的研究。中图分类号:R394.2文献标识码:A文章编号:2095-4344(2016)36-05351-07稿件接受：2016-07-12AMD3100联合地塞米松对造血干细胞的动员作用燕备战，马会敏，孔存权，梁玉，朱伟彦，蒋舒婷(河南省人民医院输血科，郑州大学人民医院输血科，河南省郑州市450003)引用本文：燕备战，马会敏，孔存权，梁玉，朱伟彦，蒋舒婷.AMD3100联合地塞米松对造血干细胞的动员作用[J].中国组织工程研究，2016，20(36):5351-5357.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.36.005ORCID:0000-0001-5923-7932(燕备战)文章快速阅读：文题释义：造血干细胞：通俗地讲，造血干细胞是指尚未发育成熟的细胞，是所有造血细胞和免疫细胞的起源，它不仅可以分化为红细胞、白细胞和血小板，还可跨系统分化为各种组织器官的细胞，具有自我更新、多向分化和归巢(即定向迁移至造血组织器官)潜能。因此是多功能干细胞，医学上称其为“万用细胞”，也是人体的始祖细胞。造血干细胞移植：是指将异体或自体的造血干细胞移植到体内，担负起造血作用，包括红细胞系统、白细胞系统、巨核细胞系统及免疫功能的重建。由于多能造血干细胞存在于骨髓、外周血、胎肝、脐带(包括胎盘)等组织中，因此造血干细胞也包含在广义的“骨髓移植”中，国际骨髓移植登记处、欧洲骨髓移植协作组(EBMT)及亚太骨髓移植协作组(APBHTG)均以骨髓移植命名，包括上述造血干细胞移植的内容。摘要背景：正常状态下外周血中的干细胞数量很低，将供者骨髓中的造血干细胞动员到外周血是造血干细胞移植的关键。目的：探索AMD3100和地塞米松联合用药对小鼠造血干细胞的动员效果，为临床应用奠定基础。方法：选用C57BL/6小鼠，单独或者联合注射AMD3100和地塞米松后采集外周血和骨髓造血干细胞，使用流式细胞仪鉴定外周血和骨髓中CD34+细胞的含量，常规方法计数外周血白细胞含量，集落形成实验计数外周血和骨髓中造血干细胞粒-巨噬细胞混合集落形成单位。结果与结论：①AMD3100和地塞米松均可刺激外周血和骨髓中CD34+细胞含量上升，分别在4h和2h时达到高峰，当联合使用AMD3100和地塞米松时，外周血和骨髓中CD34+细胞含量上升幅度最大；②AMD3100或地塞米松均可刺激外周血中白细胞含量上升，AMD3100和地塞米松联合动员的外周血白细胞含量高于其他组；③AMD3100动员后外周血和骨髓中造血干细胞粒-巨噬细胞混合集落形成数量显著高于对照组，AMD3100和地塞米松联合动员的外周血和骨髓中造血干细胞粒-巨噬细胞混合集落形成数高于单用AMD3100或地塞米松动员组；④AMD3100或地塞米松能够动员造血干细胞从骨髓向外周血迁移，两者联合应用对小鼠造血干细胞动员效果优于单一药物。关键词：干细胞；造血干细胞；地塞米松；AMD3100；造血干细胞移植；动员主题词：造血干细胞移植；地塞米松；造血干细胞动员；组织工程基金资助：河南省科技攻关项目(142102310126)AMD3100与地塞米松联合动员造血干细胞从骨髓向外周血迁移C57BL/6小鼠60只随机分为4组(1)对照组(2)AMD3100组(3)地塞米松组(4)AMD3100+地塞米松组AMD3100或地塞米松能够动员造血干细胞从骨髓向外周血迁移，两者联合应用对小鼠造血干细胞动员效果优于单一药物检测CD34+细胞、白细胞含量，集落形成能力燕备战，等.AMD3100联合地塞米松对造血干细胞的动员作用P.O.Box10002,Shenyang110180’sHospitalandPeople’sHospitalofZhengzhouUniversity,Zhengzhou450003,HenanProvince,ChinaCombinationeffectofAMD3100anddexamethasoneonthemobilizationofhematopoieticstemcellsYanBei-zhan,MaHui-min,KongCun-quan,LiangYu,ZhuWei-yan,JiangShu-ting(DepartmentofBloodTransfusion,HenanProvincialPeople’sHospitalandPeople’sHospitalofZhengzhouUniversity,Zhengzhou450003,HenanProvince,China)AbstractBACKGROUND:Thenumberofhematopoieticstemcellsintheperipheralbloodisverylowatnormalphysiologicalstate.Soitiscriticaltomobilizehematopoieticstemcellsfromdonor’sbonemarrowintotheperipheralblood.OBJECTIVE:TostudythecombinationeffectofAMD3100anddexamethasoneonthemobilizationofhematopoieticstemcellsinmice,therebylayingthefoundationforclinicalapplication.METHODS:C57BL/6micewereinjectedwithAMD3100anddexamethasonealoneorincombination.Then,hematopoieticstemcellsintheperipheralbloodandbonemarrowwerecollected.CD34+cellconcentrationintheperipheralbloodandbonemarrowwasdeterminedbyflowcytometerandthecontentofleucocytesintheperipheralbloodwascountedbyanormalmethod.TheCFU-Mixcolonyformationabilityofhematopoieticstemcellswasidentifiedbycellcolonyformingassay.RESULTSANDCONCLUSION:TheconcentrationofCD34+cellsintheperipheralbloodandbonemarrow,thecontentofleukocytesintheperipheralbloodandtheCFU-MixcolonyformationabilityofhematopoieticstemcellswereallimprovedbybothAMD3100anddexamethasoneandespeciallytheircombineduse.ThisindicatesthatbothAMD3100anddexamethasonecouldmobilizehematopoieticstemcellstomigratefromthebonemarrowtotheperipheralblood,andwhenusedincombination,themobilizationeffectisbetterthanthatofsingledrug.Subjectheadings:HematopoieticStemCellTransplantation;Dexamethasone;HematopoieticStemCellMobilization;TissueEngineeringFunding:theScientificTackleKeyProjectofHenanProvince,China,No.142102310126Citethisarticle:YanBZ,MaHM,KongCQ,LiangY,ZhuWY,JiangST.CombinationeffectofAMD3100anddexamethasoneonthemobilizationofhematopoieticstemcells.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2016;20(36):5351-5357.0引言Introduction造血干细胞是从血液或骨髓中分离出来的具有高度自我更新和分化潜能的细胞，能够分化成所有类型的血细胞。研究发现，造血干细胞可以横向分化成其他类型的细胞，如肝细胞、骨骼肌细胞、心肌细胞、上皮细胞、神经细胞等[1]，为多种疾病的治疗开辟了广阔的前景。造血干细胞移植是治疗血液和骨髓疾病的重要手段，如治疗白血病、淋巴瘤、浆细胞骨髓瘤、骨髓增生异常综合征等[2]。按造血干细胞的来源可分为骨髓移植、外周血干细胞移植和脐血干细胞移植。与其他方法相比，外周血来源造血干细胞收集时对供者创伤较小，在临床上受到广泛的重视。在正常生理状态下，外周血液中的干细胞数量很低，如何将供者骨髓中的造血干细胞动员到外周血是进行造血干细胞移植的关键。临床常利用一些细胞因子、趋化因子、小分子抑制剂等动员剂将造血干细胞从骨髓中释放出来[3]，使外周血中的造血干细胞数量增加，从而在外周血中采集到足够数量的造血干细胞。粒细胞集落刺激因子(G-CSF)是最常用的造血干细胞动员剂，但是该药作用时间短、价格昂贵，不利于造血干细胞的采集[4]。单用粒细胞集落刺激因子，临床上仍有大约35%的患者不能动员出足够的造血干细胞[5]，寻找其他有效的造血干细胞动员方法，具有重要的科研价值和临床应用前景。基质细胞衍生因子1(SDF-1)和CXC趋化因子受体4(CXCR4)分别属于趋化因子CXC亚家族和CTXR类G蛋白偶联受体超家族。SDF-1/CXCR4在机体的免疫调节、炎症反应、中枢神经系统发育和肿瘤迁移中起着重要的作用[6]。它们可以调控多种信号通路从而影响细胞的生物学过程。研究证实SDF-1/CXCR4可以上调survivin从而调控ERK及PI3K/Akt信号通路，进而影响细胞周期[7]；SDF-1/CXCR4也可以影响Rac1/ERK、JNK信号通路从而促进生长因子的表达[8]；抑制CXCR4可以影响Wnt/β-catenin信号通路[9-10]。SDF-1/CXCR4也是造血干细胞动员、迁移、归巢的关键因素[11]。CXCR4高表达于骨髓的造血干/祖细胞，SDF-1表达于成骨细燕备战，等.AMD3100联合地塞米松对造血干细胞的动员作用ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH5353胞、内皮细胞以及骨髓基质细胞[12]，表达CXCR4的造血干/祖细胞沿着SDF-1浓度梯度实现归巢[13]。AMD3100在临床上有广泛的应用，它对造血干细胞的动员机制已基本阐明。当使用AMD3100阻断SDF-1/CXCR4信号通路时，骨髓中高表达的SDF-1对造血干/祖细胞失去趋化性，造血干/祖细胞无法顺着SDF-1浓度梯度迁移至骨髓，更多的停留在外周血中，从而促进了造血干细胞的动员[14]。