HIF-1α调控MDSC破骨分化在多发性骨髓瘤骨病中的作用及机制研究

Alternative origins and excessive genesis of osteoclasts (OC) play key roles in the pathogenesis of MBD. Myeloid-derived suppressor cells (MDSC) promote MBD progression by differentiating into osteoclasts (OC). Hypoxia-inducible factor-1α (HIF-1α) is highly expressed in the bone microenvironment of MBD patients and promotes MBD progression. Our preliminary studies revealed enhanced HIF-1α expression in MBD-MDSC, and HIF-1α induced MDSC osteoclatogenesis in vitro. So, it is plausible that HIF-1α may contribute to the occurrence and progression of MBD by promoting MDSC differentiation into OC. To test this hypothesis, we detect osteoclastogenic capabilities and HIF-1α expressions in MM-MDSC, followed by correlation analysis with patients’ clinical indexes. By either up-regulating or down-regulating HIF-1α expression in MDSC, we compare the osteoclstogenic efficiencies of MDSC and bone lesions in MM mice to explore the role of HIF-1α mediated MDSC osteoclatogenesis in MBD. At last, we detect key signaling pathways and molecules regulating osteoclatogenesis to detect the underlying mechanisms．This study will provide new ideas and theoretical basis for elucidating the pathogenesis and seeking new therapeutic targets of MBD.

破骨细胞（OC）异常来源和生成在多发性骨髓瘤骨病（MBD）发病中起关键作用，髓系来源抑制细胞（MDSC）可作为OC前体促进MBD发病，机制未明。HIF-1α在MBD骨髓中高表达并促进MBD发病。我们前期研究发现MBD骨髓MDSC高表达HIF-1α，且HIF-1α体外对其破骨分化起促进作用。因此我们提出假说：HIF-1α通过调控MDSC破骨分化介导MBD发病。为验证该假说，我们检测MBD患者骨髓MDSC破骨分化能力及HIF-1α表达水平，与疾病参数作相关性分析；在体外实验和活体动物研究中，通过小分子化合物和慢病毒转染技术干预MDSC中HIF-1α表达，检测破骨分化能力改变，评估MM模型小鼠骨破坏程度，验证HIF-1α在MDSC破骨分化及MBD发病中的作用。最后，我们检测破骨分化调控通路相关分子的活化及表达，探寻具体分子机制。本项目为阐明MBD发病机制、寻找新的治疗靶点提供了新思路和理论依据。

缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）可能通过调控多发性骨髓瘤（MM）患者髓源性抑制性细胞（MDSC）向破骨细胞（OC）分化参与其骨病发生。在本课题资助下，我们从以下几个角度进行探索和延伸，主要研究结果如下：1）通过流式细胞术检测，证实MM患者骨髓中MDSC数量增加、破骨分化功能更强，且高表达HIF-1α；另一方面，HIF-1α低表达的小鼠来源MDSC，在体内实验中导致了较轻的骨损害。此外，我们应用iNOS抑制剂L-NMMA，以HIF-1α稳定剂/抑制剂处理，验证了HIF-1α通过调控NO生成，间接调控MDSC破骨分化。以上结果为阐明MM骨病的机制、提供新的治疗靶点提供了新思路和理论依据。2）结合课题组成员自身优势，我们筛选出MM骨髓液上清中低表达的两种miRNA，结合生信分析和体外实验，证实miR-18a通过靶向CCND2，let-7b通过靶向PBX3对MM发病起保护作用。3）结合近几年的临床热点，我们系统阐述阿扎胞苷（AZA）通过caspase-3剪切gasderminE，促使细胞凋亡向焦亡方向倾斜，发挥其在骨髓增生异常综合征（MDS）中的治疗作用。