ClC-3氯通道介导信号转导与相关基因参与体外扩增脐带血造血干细胞衰老的研究

Human umbilical cord blood hematopoietic stem cells (hUCB HSCs) are widely used in a variety of fields such as stem cell transplantation, immuno-therapy, cytotherapy and gene therapy, but the insufficient number of HSCs restricts its clinical application. The HSCs ex vivo expansion strategy is believed to be able to overcome this limitation. However, it is reported that the cell ex vivo expansion could lead to a HSCs dysfunction. Thus, how to create an effective hematopoietic environment in vitro, and expand HSCs with normal biological activity is an urgent task for researchers. In the past study,we have confirmed inhibition of HSC senescence may promote HSC expansion. we firstly functionally characterized the chloride channel-3 of CD133(+) cells from human cord blood using fluorescence-activated cell sorting, and confirmed inhibition of ClC-3 may reduce the expression of senescence-associated β galactosidase (SA-β-gal). Here, we presume chloride channel-3 as a potential targets for the regulation of senescence may highly related to the maintenance of the stemness.Our results may lend new insight into the physiological role of ion channels in UCBCs, the specific implications of which require further investigation.

脐带血造血干细胞被广泛运用于干细胞移植、免疫治疗、细胞和基因治疗领域，但是单份脐带血中HSCs数量的不足限制了它在实际临床中的运用。干细胞体外扩增被认为是最具前景的解决途径。但是既往的脐带血扩增方案会导致干细胞功能受损。因此建立能有效保存干细胞干性及生物活性的体外扩增体系成为研究的热点。我们既往的研究及文献报道证实抑制细胞的衰老可以促进干细胞体外扩增。我们运用全细胞膜片钳技术对CD133+人脐带造血干细胞的离子通道特性做了研究，首次发现了ClC-3氯离子电流的存在，并且证实抑制ClC-3可以减少体外扩增中衰老表型SA-β-gal的产生。由此我们推测ClC-3可能通过胞内信号转导及下游基因调控参与细胞衰老进程从而对细胞干性的维持产生影响。我们的研究将为细胞衰老的调控引入新的靶点。

脐带血造血干细胞被广泛运用于干细胞移植、免疫治疗、细胞和基因治疗领域，但是单份脐带血中HSCs数量的不足限制了它在实际临床中的运用，即使是应用于儿童病人仍可能由于单份脐带血造血干细胞数量的不足导致植入的延迟乃至植入失败。干细胞体外扩增被认为是最具前景的解决途径。但是既往的脐带血扩增方案会导致干细胞功能受损。因此建立能有效保存干细胞干性及生物活性的体外扩增体系成为研究的热点。我们既往的研究及文献报道证实抑制细胞的衰老可以促进干细胞体外扩增。我们运用全细胞膜片钳技术对CD133+人脐带造血干细胞的离子通道特性做了研究，首次发现了ClC-3氯离子电流的存在，并且证实抑制ClC-3可以减少体外扩增中衰老表型SA-β-gal的产生。证实ClC-3通过胞内信号转导及下游基因调控参与细胞衰老进程从而对细胞干性的维持产生影响。同时我们在对于造血干细胞体外扩增模型的研究中也发现炎症性细胞因子的分泌及程序性坏死通道的激活，检测到程序性坏死通道上重要的激酶RIP1的表达增加及MLKL蛋白的磷酸化改变，并通过抑制ClC-3可以有效下调RIP激酶的表达，从而达到下调程序性细胞死亡，特别是程序性坏死的形成，并帮助维持干细胞的自我更新能力。我们的研究将为研究体外扩增干细胞过程中保持干细胞自我更新能力和维持干性提供新的途径。