MicroRNA-301a调节再生障碍性贫血骨髓间充质干细胞脂肪化的作用机制

Aplastic anemia (AA) is pancytopenia with a fatty bone marrow. The causes of fatty bone marrow and its influence on hematopoiesis remain unclear. Bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BMSCs) constitute an essential haematopoietic stem cell niche component, and they have an enhanced adipogenicity in AA. These results suggest that the adipogenic function disorder of BMSCs may be related to the fatty bone marrow and hematopoietic failure in AA. In our previous study, we found that lots of target genes of miR-301a are related to adipogenesis. MicroRNAs are key regulators of adipogenesis in BMSCs. So we hypothesize that miR-301a is a new regulator of adipogenesis of BMSCs and involved in fat bone marrow formation of AA. We planned to take BMSCs from AA patient and healthy volunteers and AA mouse models as research objects, from an expression-mechanism-function aspects prove our hypothesis. This project will illuminate a novel mechanism of adipogenesis of BMSCs which is related to fat bone marrow formation in AA and provide a new direction in the research of AA.

再生障碍性贫血（AA）表现为全血减少及骨髓脂肪化，而骨髓脂肪化的机制及其对造血功能的影响还不明确。骨髓间充质干细胞（BMSCs）是造血龛的重要组成部分，具有成脂能力。AA来源的BMSCs成脂能力增强，这表明BMSCs的成脂功能异常可能与AA骨髓脂肪化和造血功能障碍相关。microRNAs是BMSCs成脂功能的关键调控子，我们早期的研究发现microRNA-301a的预测靶基因中包括多个与成脂相关的基因。因此我们假设microRNA-301a可能通过调控BMSCs成脂功能在骨髓脂肪化中发挥作用，从而影响到造血支持能力。本项目拟用AA患者BMSCs、健康供者BMSCs以及AA模型小鼠为研究对象，从表达-机制-功能三方面进行研究，证明microRNA-301a可以通过调控BMSCs的成脂能力参与到AA骨髓脂肪化中的假说，为AA的发病机理和治疗研究提供新的思路。

通过本课题研究，我们验证了microRNA-301a-3p（miR-301a）在再生障碍性贫血患者（AA）的骨髓间充质干细胞（MSCs）中表达异常的情况，并证实其与MSCs的成脂功能有相关性。通过体外的机制研究，可以发现miR-301a可能是通过调控成脂相关的靶基因（如PPAR-γ、PTEN等）表达水平以及它们相关的信号通路进行细胞成脂功能的调节。同时我们还发现通过调控PTEN/PIP3/Akt信号通路，miR-301a还可以间接的调控MSCs的免疫调节功能。同时，我们还成功建立了AA小鼠模型，后续可进行病毒转染miR-301a后细胞的治疗实验。另外，我们还使用单细胞测序方法对成人与围产期来源的MSCs进行了比较研究，证实MSCs的免疫调节功能与细胞衰老和PD-L1表达水平有关。这些结果为AA的MSCs成脂功能异常以及免疫调节功能异常提供了新的机制研究方向。