Reelin对B细胞在骨髓内发育和迁移的影响研究

Reelin is an extracellular matrix glycoprotein that plays a pivotal role in the regulation of cell migration and positioning control. Little is known of the role of reelin on lymphocyte development. We found high expression of reelin in pre-B and immature B cells in the bone marrow. Mice with natural deficiency in reelin had less pre-B and immature B cells. Compared to those from wild type, the reelin-deficient B cell populations undergo more apoptosis in vitro. Thus, we hypothesize that reelin may play an important role in promoting the survival and niche-to-niche migration of developing B cells in the bone marrow. We will use mouse models with loss-of-function and gain-of-function of reelin to study B cell migration and development in the bone marrow. The molecular mechanism of reelin in regulating B cell behavior will be also investigated. We will also explore the regulation of reelin expression in B cells. The results from this research will facilitate our understanding of B cell development/migration and the role of the bone marrow microenvironment on B cells. This study may also provide novel therapeutic approach to alleviate immune functions in patients with reelin defects or after the treatment of immune ablation.

前期工作中，我们发现调节神经元迁移和层状排列、稳定细胞骨架的关键分子reelin在pre-B和immature B细胞特异性高表达。与野生型相比，Reelin天然缺陷鼠骨髓中pre-B和immature B细胞数少，体外存活能力减弱。我们推测reelin可能通过促进骨髓内B细胞亚群的存活和不同龛位间的迁移来辅助调控B细胞发育。本项目将通过以下几方面的研究验证这一推测：1）利用基因突变鼠和骨髓重建等模型分析reelin缺陷和过表达对B细胞在骨髓内外的分布、B细胞亚群的存活、增殖、分化和迁移的影响；2）探讨reelin调节B细胞行为的分子机理；3）探讨reelin在B细胞中的表达调控。研究结果将有助于深入理解B细胞的分化和迁移机理以及骨髓微环境对这些过程的影响，并有望为reelin表达异常以及其它病理情况或治疗后的免疫功能恢复提供医学干预的新思路。

Reelin是对神经系统发育和功能至关重要的细胞外基质糖蛋白。Reelin在神经系统以外的研究较少。本课题拟探讨Reelin对B细胞和B细胞肿瘤的影响及其作用机制。课题从4个方面进行探讨，已按调整后的计划顺利完成。1. 明确Reelin在B细胞各亚群和B细胞肿瘤中的表达。发现Reelin在小鼠B细胞各亚群中均有表达，但以骨髓中的pre-B细胞和浆细胞的表达水平相对较高。Reelin在人B细胞、浆细胞和多发性骨髓瘤细胞中的表达呈现逐渐升高的趋势。Reelin在骨髓瘤细胞中的高表达与多发性骨髓瘤病人的预后呈负相关。2. 明确Reelin对多发性骨髓瘤粘附、存活和增殖的影响。利用Reelin表达质粒、siRNA、重组蛋白和特异性阻断抗体，发现Reelin特异性促进多发性骨髓瘤细胞对fibronectin和骨髓基质细胞的粘附，促进骨髓瘤细胞的存活和粘附介导的药物抵抗，促进骨髓瘤细胞在体外培养体系和体内模型的细胞增殖和糖酵解。3.明确Reelin对骨髓瘤细胞的作用机制。发现骨髓瘤细胞自分泌Reelin。Reelin作为细胞外基质通过活化整合素alpha5beta1促进骨髓瘤细胞的粘附。整合素beta1的中和抗体能够抑制Reelin介导的细胞粘附。Reelin还能活化整合素下游的FAK/Src/Syk/STAT3和Akt通路，促进骨髓瘤细胞的存活和增殖。另外，Reelin通过STAT3的活化增加HIF1alpha蛋白的稳定性以及其靶基因的表达，促进骨髓瘤细胞的糖酵解。4. 探讨Reelin在多发性骨髓瘤细胞中的表达调控。发现Reelin的传统受体ApoER2能够上调Reelin的表达，但不直接参与Reelin介导的细胞粘附。Reelin的表达受到转录因子Sp1的调控以及DNA甲基化和组蛋白乙酰化的表观遗传调控。研究结果为深入探索多发性骨髓瘤发生和发展的分子机制打下坚实的基础，为进一步探讨Reelin及其信号通路分子作为多发性骨髓瘤预后的biomarkers和潜在的治疗靶点积累了大量实验依据。Reelin和整合素活化Syk/STAT3/HIF1alpha通路、Reelin调节肿瘤细胞的糖代谢水平以及ApoER2上调Reelin为国际上首次报道，为深入研究Reelin在中枢神经系统和其它肿瘤中的作用机制以及在正常B细胞发育和分化中的作用机制拓宽了道路。