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干扰素恢复CML粘附缺陷的机理研究进展

来源:INTERNET 作者:国外医学输血及血液学分册 2004-9-29
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摘要: 慢性粒细胞白血病( cML)是造血干细胞克隆性增殖疾病,以 ph染色体为其标志性特征。同种异基因造血干细胞移植( allo-HSCT)是目前唯一能治愈 cML的手段,但受年龄及供者来源的限制,仅约15%~25%的病人能有机会得到此种治疗。常规的化疗如马利兰、羟基脲,虽能控制疾病症状,但无法清除 ph+细胞。从80年代初将干扰素......


  慢性粒细胞白血病( cML)是造血干细胞克隆性增殖疾病,以 ph染色体为其标志性特征。同种异基因造血干细胞移植( allo-HSCT)是目前唯一能治愈 cML的手段,但受年龄及供者来源的限制,仅约15%~25%的病人能有机会得到此种治疗。常规的化疗如马利兰、羟基脲,虽能控制疾病症状,但无法清除 ph+细胞。从80年代初将干扰素( iFN)用于治疗 cML以来,各种临床观察肯定了 iNF治疗 cML的疗效。 iNF的治疗不仅能使 cML达到血液学完全缓解( cHR),而且能达到细胞遗传学完全缓解( cCR),可明显地延长患者的慢性期及生存时间[1~5],这是任何一种常规化疗药物难以达到的治疗效果。因此, iFN越来越受到血液学家的重视。但人们对 iFN如何发挥选择性地杀伤肿瘤细胞、恢复正常造血的作用机理却不甚明了。近20年来,人们认识到 cML的造血干/祖细胞的粘附缺陷在 cML的发病中起重要作用,从而对 iFN纠正 cML的粘附缺陷的机理研究也日渐深入。现就 iFN治疗 cML恢复 cML粘附缺陷的作用作一综述。

  1造血干/祖细胞与骨髓基质间的粘附在正常造血中的意义

  造血干/祖细胞与骨髓基质间的粘附在正常造血功能中起重要作用[6,7]。造血干/祖细胞的增殖、分化、成熟,并有序地从骨髓释放入血循环,以及骨髓移植时造血干细胞的归巢等均需细胞与骨髓基质间的粘附作用介导,而这种粘附作用是依赖于粘附分子参与的。正常血细胞表面表达多种粘附分子,包括:(1)免疫球蛋白家族,如 iCAM、 lFA-3、 nCAM;(2)整合素家族,其均为由α、β链构成的异二聚体,如 vLA1-6、 lFA-1;(3)选择素家族: l- selectin、 e- selectin、 p- selectin;(4)钙依赖性粘附分子: e- caherin、 n- caherin、 p- caherin;(5)尚未归类的 cD44分子[6~10]。粘附分子的正常表达是造血干/祖细胞定居骨髓基质并进行增殖、分化和发育成熟所必需的。细胞的粘附分子提供锚定位点,以便幼稚造血细胞粘附到骨髓基质,并介导分化调节信号,使幼稚造血细胞在从骨髓释放之前进一步分化成熟。随着造血细胞的分化成熟,粘附分子的表达呈下调趋势,从而使已分化成熟的细胞脱离骨髓释放入血循环[6]。由粘附分子介导的造血干/祖细胞与骨髓基质之间的粘附作用还直接参与调控造血干/祖细胞生长的信号传递。造血干/祖细胞膜上表达的β1整合素(α4β1、α5β1)分两个亚单位,即α及β;α位于胞外作为配体的结合位点,β1位于胞内,传递由内至外或由外至内的信号。当配体作用于整合素时,整合素及细胞骨架蛋白定位于局部接触区,与已发生局部磷酸化的 fAK粘附激素结合,为含 sH2结构域的适应蛋白如 paxillin、 crk、 crb-2、 pI3k等提供结合位点。使其磷酸化或去磷酸化,从而激活 cyclin、 ras/mapk等细胞生长调控途径,影响细胞的增殖与发育[7,11]。

  2 CML造血干/祖细胞的粘附缺陷

  研究发现, cML造血干/祖细胞与骨髓基质细胞及其基质成分包括纤维连结蛋白( fibronectin fN)、硫酸乙酰肝素( heparan sulfate)之间的粘附存在缺陷[7,12]。这种缺陷造成幼稚细胞对造血微环境中的生长抑制作用的逃逸,从而过度增殖,同时也导致了大量幼稚细胞提前进入外周血循环出现髓外造血。随着研究的深入,现已证实: cML粘附缺陷的原因在于造血干/祖细胞上的粘附分子的表达异常,如β1整合素的功能障碍[13]、 l- selection及 lFA-3的表达降低[14,15],异常结构的 cD44的表达[10]等。目前对于 cML粘附分子的研究显示:β1整合素 vLA-4在 cML粘附作用中起重要作用。在 cML造血干/祖细胞膜表面 vLA-4的表达量与正常造血干/祖细胞相等,但其功能存在缺陷[16],表现为在胞外与基质细胞上的 fN结合障碍及在胞内与细胞骨架蛋白相互作用形成帽状结构的无能[7]。同时,实验证实, cML的骨髓基质组分及细胞因子的表达下降也影响了β1整合素的正常粘附功能,正是造血干/祖细胞与骨髓基质间的粘附异常造成了 cML的一系列表现而成为 cML发病机制的可能的重要原因之一。

  3 IFN改善 cML的粘附缺陷

  IFN用于治疗 cML的机制之一可能在于恢复或改善了 cML的粘附缺陷以及由粘附介导的正常的细胞生长调控。1994年 grander等[16,17]研究揭示经 iFN-α、 iFN-γ处理后的 cML骨髓单个核细胞( bMMNC)较未经 iFN处理的 bMMNC与骨髓基质的粘附率增高。而 bhatia等[16,21,22]进一步将 cML的 cD34+细胞分离出来与 iFN-α共同孵育一定时间后,再与骨髓基质细胞共同培养,发现 iFN-α明显提高了 cML长期培养起始细胞( lTC- iC)及 cFCa与基质细胞的粘附率。同时 bhatia等用流式细胞仪检测发现, cML造血干/祖细胞( cD34+ dR+)上的α4β1、α5β1的表达水平与正常的造血干/祖细胞无差异, iFN-α的处理并不能提高 cML造血干/祖细胞上α4β1、α5β1的表达。但抗α4、α5、β1、血管细胞粘附分子( vCAM)抗体能使经 iFN-α作用后的造血干/祖细胞与基质之间的粘附作用明显下降,对未经 iFN-α处理的 cML造血干/祖细胞的粘附作用无影响。这说明在 cML造血干/祖细胞上β1整合素的表达水平是正常的,仅有功能不足。而 iFN-α对 cML造血干/祖细胞的粘附功能的恢复正是通过上调β1整合素的功能来实现的。另外 l-选择素是参与造血干/祖细胞与基质的粘附,介导细胞生长的重要粘附分子。1996年 kuniko等[14]研究发现在 cML cD34+ cD38+细胞上, l-选择素的表达水平明显低于正常的 cD34+细胞。而经 iFN-α治疗后,出现细胞遗传学缓解的 cML患者的 l-选择素明显增高,推测 iFN-α可能直接诱导了 l-选择素在 cML cD34+细胞上的表达。

  IFN除通过具有恢复或改善 cML造血干/祖细胞上粘附分子的表达而纠正 cML存在的粘附缺陷外,还可通过恢复 cML骨髓基质细胞上粘附分子的表达,诱导其产生细胞因子,改变基质细胞外基质成分( cEM)等作用来提高基质细胞层对 cML造血干/祖细胞的粘附作用[13,18~22]。1989年 cuncan等[18]研究发现 iFN-α及 iFN-γ能影响上皮细胞对 glycoaminoglycan(GAG)、 fN、胶原等的合成。1990年, dowding等[19,20]认为骨髓微环境可能是 iNF-α作用的另一靶向物、故将 cML的 bM基质细胞与 iFN-α、 iFN-γ共同孵育一定时间,观察到基质细胞对 cML细胞的 bI- cFC及 gM- cFC的粘附率明显提高,同时测定由骨髓基质细胞( bMSC)合成的 gAG及蛋白含量,结果显示 iFN-α能明显提高 gAG和蛋白的含量,骨髓细胞外基质( cEM)中的神经氨酸的含量不受影响。经神经氨酸酶处理后的骨髓基质能恢复与 cML的 bI- cFC的粘附功能,而外源性的神经氨酸能拮抗由 iFN-α所提高的粘附功能,由此推测 iFN-α可能是通过提高基质中 gAG及蛋白含量来稀释神经氨酸以减小神经氨酸对粘附作用的副影响,从而增强 cML的 bI- cFC和 gM- cFC与基质的粘附。1994年,Bhatia等[21,22]观察到基质细胞经 iFN-α处理后与 cML造血干/祖细胞的粘附作用得以提高,而过量 mIP-1α的加入也能提高 cML造血干/祖细胞与基质的粘附率,但加入抗 mIP-1α抗体与抗 tGF-β抗体却能抑制由 iFN所诱导的 cML的粘附作用,显示 iFN-α恢复粘附功能的机理之一可能为诱导了基质中 mIP-1α及 tGF-β的表达增高。1995年 bhatia等[21]证实在经 iFN-α处理后的基质层上清中测及高水平的 mIP-1α,其基质细胞裂解液中 mIP-1α也是升高的, mIP-1α诱导骨髓基质提高其对 cML造血干/祖细胞的粘附力这一作用能被抗β1整合素抗体所抑制。这进一步说明, iFN-α能诱导基质细胞产生 mIP-1α,后者通过作用于β1整合素提高细胞间的粘附作用。


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