维甲酸诱导基因I（RIG-I）对应激状态下造血干细胞的调控作用及机制研究

Radiotherapy, chemotherapy and bone marrow transplantation are the basic therapeutic models of malignant tumors including solid tumors and hematologic malignancies. These treatments, while exerting anti-cancer effects, also interfere with the homeostasis of hematopoietic stem cells (HSCs) located at the top of the hematopoietic lineage structure, hindering hematopoietic recovery and even leading to the occurrence of secondary hematological tumors. Currently, very little is known about the relevant mechanisms, and no effective interventions are available. We have previously shown that myeloid proliferation spontaneously and compromised hematopoietic recoveries occur in the mice with Rig-I (retinoic acid inducible gene I) deficiency, indicating a role of RIG-I in regulating HSCs homeostasis. Based on these observations, we propose to carry out the following studies and clarify the specific regulation role of RIG-I on HSCs and the relevant molecular mechanisms. We believe that this study will benefit the development of new therapeutic strategies that will promote hematopoietic recovery in tumor patients.

放、化疗和骨髓移植是治疗恶性肿瘤(包括实体肿瘤和血液系统肿瘤)的基本模式。这些治疗手段在发挥抗癌作用的同时，也干扰了位于造血谱系结构顶端的造血干细胞（hematopoietic stem cells，HSCs）自我更新和增殖分化的稳态维持，在阻碍造血恢复的同时，还会引起继发性血液肿瘤的产生。目前对此相关的分子机制了解甚少，尚无有效的干预手段。我们前期研究表明：维甲酸诱导基因I（retinoic acid inducible gene I，RIG-I）缺失的小鼠产生髓系增生和造血重建异常，提示RIG-I作为参与造血稳态的关键基因。据此，本项目针对在放、化疗和骨髓移植所处于的应激条件下，研究RIG-I对造血干细胞应激调控的重要功能，挖掘其在HSCs应激反应中的分子机制，为在恶性肿瘤治疗中，研发改善造血功能、促进造血恢复的新策略，提供实验研究基础。

应激反应是调控造血干细胞衰老和自我更新维持、分化及生存的重要机制之一。在个体发育，成长到衰老的整个过程中，造血干细胞一直处于应激反应的动态调控之中，包括：基因突变累积的监测、基因组不稳定性和损伤的修复，以及细胞衰老的调节检测等，但关键的分子机制依旧不清楚。在本项目的研究中，我们调查了Rig-I在造血干细胞衰老调节中的关键作用。与正常野生型相比，Rig-I缺陷（Rig-I-/-）小鼠表现出加速的脱发，对生理性应激的反应性降低，同时存活时间缩短。并且Rig-I缺陷使小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）更容易受到细胞连续传代复制所引起的衰老的影响。通过转录组分析，我们在受Rig-I影响的信号通路中鉴定了整合素通路参与其中。整合素蛋白β3被Rig-I负调节，并随着衰老的发生而显着上调。接着，我们证实Itgb3（编码整联蛋白β3）的基因沉默可抑制WT和Rig-I-/-MEFs细胞衰老的进程。值得注意的是，这种效应在Rig-I-/-MEFs中更为突出。此外，p38 MAPK是整合素蛋白β3介导衰老的关键下游分子，并在衰老的Rig-I-/-MEFs中被过度激活。综上所述，Rig-I缺失通过放大整合素蛋白β3/ p38 MAPK信号传导促进细胞衰老。我们的发现证实Rig-I是细胞衰老的关键调节因子，这将有助于更好地了解其在应激反应背景下的重要功能。