造血干細(xì)胞(HSCs)作為成熟血系的祖細(xì)胞,具有自我更新和分化為所有血細(xì)胞類型的能力,但在化療、輻射、感染和衰老等應(yīng)激條件下,其功能會(huì)受到顯著影響。應(yīng)激誘導(dǎo)的HSCs損傷主要源于線粒體代謝紊亂、DNA損傷以及細(xì)胞周期延長(zhǎng),導(dǎo)致活性氧(ROS)的持續(xù)產(chǎn)生和積累,最終引發(fā)HSCs衰竭和造血功能喪失。
盡管調(diào)節(jié)代謝或改變HSCs微環(huán)境可以改善其在應(yīng)激條件下的功能,但目前的治療策略仍存在局限性。研究表明,N-乙酰半胱氨酸(NAC)等抗氧化劑能夠降低HSCs中的ROS含量,改善造血功能,但其需要持續(xù)給藥以維持效果。因此,開發(fā)更有效的酶抗氧化劑以改善HSCs移植后或癌癥治療后的造血再生具有重要意義。
針對(duì)上述問題,浙江大學(xué)錢鵬旭教授旨在探討 FMT 對(duì)急性髓系白血病(AML)細(xì)胞和造血干細(xì)胞的不同作用,以及 FMT 是否能緩解應(yīng)激的造血干細(xì)胞,促進(jìn)造血再生。在應(yīng)激條件下,如體外培養(yǎng)、化療、放療和感染,HSCs會(huì)積極分裂以維持血液細(xì)胞的生成。這一過程會(huì)產(chǎn)生活性氧(ROS),導(dǎo)致HSCs耗竭和造血功能衰竭。鐵氧血紅素(FMT;Feraheme),一種經(jīng)美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的納米藥物,是一種強(qiáng)大的ROS清除劑,能夠緩解應(yīng)激下HSCs中的ROS,促進(jìn)其損傷后的再生。機(jī)制上,F(xiàn)MT的過氧化氫酶樣活性降低了細(xì)胞內(nèi)過氧化氫水平,減少了H2O2引起的細(xì)胞毒性。此外,F(xiàn)MT在預(yù)處理過的白血病小鼠中維持了移植HSCs的長(zhǎng)期再生能力,并顯示出在體內(nèi)有效消除白血病的同時(shí)保留HSCs的潛力。該文章于2025年4月23日以《Ferumoxytol promotes haematopoietic stem cell post-injury regeneration as a reactive oxygen species scavenger》為題發(fā)表于《nature nanotechnology》(DOI:: 10.1038/s41565-025-01907-2)。
(1)FMT減少ROS誘導(dǎo)的HSC細(xì)胞毒性
研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)MT對(duì)血液系統(tǒng)中正常干細(xì)胞和惡性細(xì)胞具有不同的生物學(xué)效應(yīng)。FMT降低了小鼠長(zhǎng)期造血干細(xì)胞(LT-HSC;CD150+CD48?LSK)中的ROS水平,但顯著增加了MLL-AF9(MA9)驅(qū)動(dòng)的AML細(xì)胞中的ROS水平(圖1a,b)。在小鼠造血干/祖細(xì)胞系32D和AML細(xì)胞系C1498中也觀察到類似結(jié)果(圖1a,b)。FMT誘導(dǎo)AML細(xì)胞凋亡,同時(shí)保留HSC,并降低造血祖細(xì)胞中的ROS水平(圖1c)。FMT對(duì)AML細(xì)胞增加的氧化應(yīng)激和細(xì)胞毒性,除酸性環(huán)境下其過氧化物酶樣活性產(chǎn)生的毒性外,還歸因于溶酶體中納米顆粒(NP)降解后產(chǎn)生的游離鐵離子。FMT在酸性條件(pH=4.6,如溶酶體中)下持續(xù)降解并釋放鐵離子,而在中性溶液(pH=7.4,如細(xì)胞質(zhì)中)中保持穩(wěn)定。亞鐵離子和三價(jià)鐵離子均對(duì)骨髓(BM)原代細(xì)胞具有毒性,LT-HSC中細(xì)胞內(nèi)ROS水平增加,但FMT的涂層材料聚葡萄糖山梨醇羧甲基醚(PSC)不降低ROS水平,提示FMT在正常HSC中可能保持完整顆粒形式,很少降解。相比之下,F(xiàn)MT促進(jìn)MA9細(xì)胞中細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)生的能力與鐵離子相當(dāng),表明其在白血病細(xì)胞中可能經(jīng)歷更多細(xì)胞降解以產(chǎn)生鐵。
在HSC和AML細(xì)胞中,F(xiàn)MT的細(xì)胞內(nèi)分布存在差異。少數(shù)內(nèi)化的FMT與LT-HSC和32D中的溶酶體共定位,而大多數(shù)內(nèi)化的FMT與MLL-AF9和C1498中的溶酶體共定位(圖1d),這一結(jié)果通過三維成像(圖1e,f)和透射電子顯微鏡(TEM)得到證實(shí)。FMT屬于超順磁性納米顆粒,其降解過程可通過磁性監(jiān)測(cè)。FMT在C1498中比32D更多地內(nèi)化,且AML細(xì)胞中過量的鐵在FMT處理24h后位于細(xì)胞質(zhì)中,48h后位于溶酶體中(圖1g)。磁性測(cè)量發(fā)現(xiàn),盡管32D中內(nèi)化的鐵較少,但其磁性鐵質(zhì)量顯著高于C1498,且48h時(shí)增加的磁性鐵來自細(xì)胞質(zhì)(圖1h),與成像觀察一致,即FMT以納米顆粒形式進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)(圖1d,f)。此外,AML細(xì)胞表現(xiàn)出更多的溶酶體熒光信號(hào)(圖1i)和計(jì)數(shù),這可能是由于轉(zhuǎn)錄因子EB(TFEB,溶酶體生物發(fā)生的主要調(diào)節(jié)物)的mRNA水平和核蛋白水平在AML細(xì)胞中比HSC高得多(圖2k,l)。這些結(jié)果表明,F(xiàn)MT在HSC細(xì)胞質(zhì)中顯示出更多共定位,導(dǎo)致ROS誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性降低(圖1k)。
圖1 FMT在HSC和AML細(xì)胞中的細(xì)胞毒性、細(xì)胞內(nèi)分布和溶酶體降解。(a)LT-HSCs、MA9 AML細(xì)胞、32D和C1498在50 μg/ml FMT處理48小時(shí)后的ROS流式圖;(b)LT-HSCs、MA9 AML細(xì)胞、32D和C1498在50 μg/ml FMT處理48小時(shí)后ROS的平均熒光強(qiáng)度(MFI);(c)LT-HSCs、MA9 AML細(xì)胞、32D和C1498在50 μg/ml FMT處理48小時(shí)后annexin V+細(xì)胞的平均熒光強(qiáng)度(MFI);(d)細(xì)胞孵育TRITC標(biāo)記FMT 48小時(shí)后的熒光定位(FMT,紅色;細(xì)胞核,藍(lán)色;溶酶體,綠色),以及沿選定線的強(qiáng)度分布;(e)FMT和溶酶體之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù);(f)細(xì)胞孵育TRITC標(biāo)記FMT 48小時(shí)后的FMT定位三維堆疊圖像(FMT,紅色;溶酶體,綠色;合并,黃色);(g)32D和C1498細(xì)胞總鐵含量、溶酶體和胞漿中的總鐵質(zhì)量;(h)整個(gè)細(xì)胞、溶酶體和胞質(zhì)中磁性鐵含量的質(zhì)量,針對(duì)32D和C1498;(i)LT-HSCs、MA9 AML細(xì)胞、32D和C1498中LysoTracker的MFI值;(j)LT-HSCs、MA9 AML細(xì)胞、32D和C1498中TFEB表達(dá)和分布的熒光可視化(TFEB,紅色;核,藍(lán)色);(k)示意圖
(2)FMT提高體外培養(yǎng)HSC的造血能力
研究發(fā)現(xiàn),接受造血干細(xì)胞移植(HSCT)患者的植入成功率和預(yù)后與移植的造血干細(xì)胞(HSC)數(shù)量和質(zhì)量相關(guān),而離體擴(kuò)增是獲取足夠數(shù)量HSC的方法之一。然而,由于長(zhǎng)期培養(yǎng)和活性氧(ROS)積累引起的氧化應(yīng)激,體外擴(kuò)增的HSC長(zhǎng)期造血重建能力不可持續(xù)。FMT對(duì)長(zhǎng)期培養(yǎng)的HSC具有ROS清除作用(圖2a)。28天后,與對(duì)照組相比,F(xiàn)MT共培養(yǎng)使LSK細(xì)胞和表型LT-HSC數(shù)量分別增加2.6倍和4.5倍(圖2b,c)。FMT處理后LT-HSC的ROS水平和凋亡率降低(圖2d)。除鐵蛋白輕鏈1(Ftl1)輕微上調(diào)外,F(xiàn)MT未引起主要鐵代謝基因表達(dá)差異。系列競(jìng)爭(zhēng)性移植測(cè)定顯示,約86.5%的LT-HSC在移植前被FMT標(biāo)記,且該比例在造血重建期間逐漸降低(圖2e,f),但FMT標(biāo)記的HSC中ROS水平顯著降低(圖2g)。初次移植期間,F(xiàn)MT共培養(yǎng)組的總體再增殖率增加(圖2h),受體表現(xiàn)出更多供體來源的LSK細(xì)胞、LT-HSC和成熟譜系(圖2i,j),以及更低的ROS水平(圖2k)。二次移植中,F(xiàn)MT共培養(yǎng)組的供體來源細(xì)胞總體再增殖率和數(shù)量增加(圖2l-n),這歸因于供體來源LT-HSC中ROS水平降低(圖2o)。第三次移植中,接受FMT共培養(yǎng)組遺傳BM細(xì)胞的受體存活120天,而接受對(duì)照組BM細(xì)胞的受體在移植后6周內(nèi)全部死亡(圖2p)。這些數(shù)據(jù)表明,離體共培養(yǎng)與FMT處理可有效保護(hù)HSC免受ROS誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和功能喪失。
圖2 FMT共培養(yǎng)減輕ROS誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激并增強(qiáng)培養(yǎng)HSCs的長(zhǎng)期再殖能力。(a)BM細(xì)胞與FMT共培養(yǎng)的示意圖;(b)流式圖,顯示BM細(xì)胞與50 μg/ml FMT共培養(yǎng)14天和28天后的LSK及LT-HSC數(shù)量;(c)流式圖及MFI,顯示BM細(xì)胞與50 μg/ml FMT共培養(yǎng)28天后LT-HSCs的ROS水平;(d)多代競(jìng)爭(zhēng)移植試驗(yàn)示意圖;(e)流式圖及MFI,顯示LT-HSCs預(yù)移植或供體來源LT-HSCs在移植后8周和16周的FMT標(biāo)記細(xì)胞;(f)流式圖及MFI,顯示FMT標(biāo)記或未標(biāo)記供體來源LT-HSCs在移植后16周的ROS水平;(g)初次受者PB中200個(gè)LT-HSCs在10天長(zhǎng)的50 μg/ml FMT共培養(yǎng)后的供體嵌合情況;(h)供體嵌合成熟譜系及供體來源的LSK細(xì)胞和LT-HSC數(shù)量在移植后16周的骨髓中,來自初次受者的樣本;(i)供體來源的LT-HSC在移植后16周的ROS流式圖及MFI;(j)供體嵌合在二次受者的PB中;(k)供體嵌合成熟譜系及供體來源的LSK細(xì)胞和LT-HSC數(shù)量在移植后16周的骨髓中,來自二次受者的樣本;(l)供體來源的LT-HSC在移植后16周的ROS流式圖及MFI;(m)致命劑量照射的受者接受二次受者骨髓細(xì)胞后的Kaplan-Meier生存曲線
(3)FMT促進(jìn)HSC損傷后的再生
研究發(fā)現(xiàn),腫瘤患者接受大劑量化療或放療會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷造血干細(xì)胞,破壞免疫系統(tǒng),降低患者生存率。圖3a展示了小鼠靜脈注射5-FU的治療方案。注射FMT顯著延長(zhǎng)了5-FU治療小鼠的存活期(圖3b)。在FMT注射小鼠的外周血中,白細(xì)胞和其他造血細(xì)胞的計(jì)數(shù)從第0天至第9天下降更慢,并從第9天至第60天恢復(fù)更快(圖3c),表明HSC的再生。第8天分析顯示,F(xiàn)MT處理小鼠的骨髓中有更多LSK細(xì)胞和LT-HSC(圖3d),約86.3%的LT-HSC被FMT標(biāo)記,且分布在細(xì)胞質(zhì)中(圖3e),其ROS水平降低(圖3f)。因此,F(xiàn)MT顯著降低了LT-HSC的ROS水平和細(xì)胞凋亡(圖3g),對(duì)持續(xù)造血至關(guān)重要。競(jìng)爭(zhēng)性再增殖試驗(yàn)表明,接受FMT處理小鼠的LT-HSC的小鼠具有更高的造血重建率(圖3h,i),說明FMT通過降低5-FU處理后的ROS水平和細(xì)胞凋亡,再生功能性HSC。
圖3 FMT修復(fù)由5-FU和致死性TBI引起的造血損傷。(a)5-FU引起的造血損傷中FMT治療的示意圖(i.v.,靜脈注射);(b)5-FU預(yù)處理小鼠的Kaplan-Meier生存曲線;(c)5-FU預(yù)處理小鼠的白細(xì)胞計(jì)數(shù);(d)5-FU預(yù)處理第8天小鼠中的LSK細(xì)胞和LT-HSC數(shù)量;(e)5-FU預(yù)處理并接受FMT治療第8天的小鼠中FMT標(biāo)記的LT-HSC的流式圖;(f)流式圖及MFI,顯示5-FU預(yù)處理并接受TRITC-FMT治療第8天小鼠中FMT標(biāo)記或未標(biāo)記的LT-HSC中的ROS水平;(g)小鼠在第8天接受5-FU預(yù)處理后,LT-HSCs中ROS的流式圖及MFI;(h)受者移植了從接受5-FU預(yù)處理的小鼠中分選出的200個(gè)LT-HSCs后,供體嵌合體在PB中的情況;(i)移植后16周供體來源LSK細(xì)胞和LT-HSCs的數(shù)量;(j)移植后16周供體來源LT-HSCs中ROS的流式圖及MFI
為了進(jìn)一步證實(shí) FMT 在致死輻射誘導(dǎo)的骨髓消融后保護(hù) HSC 和增強(qiáng)造血恢復(fù)中的潛在應(yīng)用,對(duì)小鼠施用全身輻射(TBI),然后進(jìn)行 FMT 治療(圖 4a)。7.5 戈伊 TBI 的單次劑量導(dǎo)致 24 天內(nèi)的死亡,而用 FMT 處理的小鼠具有顯著更長(zhǎng)的存活期(圖 4 b)。此外,PB 中的成熟造血細(xì)胞和 BM 中的 LT-HSC 通過 FMT 處理很好地恢復(fù)(圖 4c、d)。FMT 分布在標(biāo)記的 LT-HSC 的細(xì)胞質(zhì)中,其顯示出降低的 ROS 水平(圖 4 e、f),并且 FMT 還顯著降低 LT-HSC 的 ROS 水平和細(xì)胞凋亡(圖 4g)。因此,HSC 的造血重建能力也得到恢復(fù)(圖 4 h-j)??偟膩碚f,這些結(jié)果表明,F(xiàn)MT 治療有效地促進(jìn)從藥物和致命的輻射誘導(dǎo)的造血損傷的恢復(fù)。
圖4 FMT修復(fù)致命TBI引起的造血損傷。(a)FMT治療在TBI引起的造血損傷中的示意圖;(b)致命照射小鼠的Kaplan–Meier生存曲線;(c)致命照射小鼠的白細(xì)胞計(jì)數(shù);(d)致命照射小鼠在第8天的LSK細(xì)胞和LT-HSC數(shù)量;(f)流式圖及MFI,顯示致死照射小鼠在第8天接受FMT標(biāo)記或未標(biāo)記的LT-HSC中的ROS水平;(g)小鼠在第8天接受致死性照射后,LT-HSCs中的ROS的流式圖及MFI;(h)受體移植了從致死性照射小鼠中分選的200個(gè)LT-HSCs后,供體嵌合體在PB中的情況;(i)移植后16周供體來源LSK細(xì)胞和LT-HSCs的數(shù)量;(j)移植后16周供體來源LT-HSCs中的ROS的流式圖及MFI
(4)FMT清除應(yīng)激HSC中的H2O2
為探究FMT處理緩解應(yīng)激HSC的機(jī)制,從5-FU處理小鼠中分選LT-HSC,提取RNA進(jìn)行RNA-seq(圖5a)。主成分分析將5-FU+鹽水和5-FU+FMT小鼠與未處理對(duì)照小鼠區(qū)分開(圖5b)。在5-FU處理的LT-HSC中,DNA損傷反應(yīng)相關(guān)基因上調(diào),造血、轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)折疊相關(guān)基因下調(diào),表明5-FU誘導(dǎo)HSC應(yīng)激和造血損傷。分析5-FU+FMT與5-FU+鹽水小鼠LT-HSC基因表達(dá)變化(圖5c),發(fā)現(xiàn)FMT部分逆轉(zhuǎn)基因表達(dá),GO分析顯示造血相關(guān)基因表達(dá)恢復(fù)(圖5c)。GSEA顯示,F(xiàn)MT處理后,響應(yīng)5-FU的DNA復(fù)制、重組、修復(fù)和有絲分裂的上調(diào)基因下調(diào),表明FMT減輕5-FU誘導(dǎo)的DNA損傷反應(yīng)。5-FU誘導(dǎo)的DNA損傷反應(yīng)與線粒體氧化呼吸相關(guān),導(dǎo)致ROS積累和氧化應(yīng)激,進(jìn)而引起DNA損傷和造血損傷。FMT處理后,響應(yīng)5-FU的電子傳遞鏈和線粒體呼吸鏈復(fù)合物I相關(guān)上調(diào)基因下調(diào)(圖5d)。
將差異表達(dá)基因分為簇1和簇2(圖5e),并分別進(jìn)行GO分析(圖5f)。簇1的GO分析顯示,5-FU處理上調(diào)了對(duì)H?O?應(yīng)答的基因,F(xiàn)MT處理后其表達(dá)水平降低(圖5f,g)。H?O?對(duì)培養(yǎng)的HSC表現(xiàn)出劑量依賴性細(xì)胞毒性。用5μM H?O?預(yù)處理培養(yǎng)的HSC,減少HSC數(shù)量并誘導(dǎo)凋亡,隨后用FMT或GSH處理細(xì)胞(圖4h)。發(fā)現(xiàn)FMT顯著去除細(xì)胞內(nèi)H?O?(圖5i,j),降低對(duì)H?O?應(yīng)答基因的表達(dá)(圖5k)。此外,F(xiàn)MT顯著增加LSK細(xì)胞和LT-HSC數(shù)量,增強(qiáng)LT-HSC的集落形成能力并減少凋亡(圖5l-n)??傊現(xiàn)MT的CAT樣活性可清除細(xì)胞內(nèi)H?O?,減少H?O?誘導(dǎo)的DNA損傷和細(xì)胞毒性,促進(jìn)造血損傷的HSC再生。
圖5 RNA-seq顯示FMT能清除應(yīng)激HSC中的過氧化氫。(a)圖示,來自預(yù)先用5-FU預(yù)處理的小鼠骨髓細(xì)胞中分離出的LT-HSCs的RNA-seq數(shù)據(jù);(b)主要成分分析,來自預(yù)先用5-FU預(yù)處理的小鼠骨髓細(xì)胞中分離出的LT-HSCs的RNA-seq數(shù)據(jù);(c)GO生物過程術(shù)語分析,比較5-FU與生理鹽水對(duì)照組和5-FU與FMT對(duì)照組差異表達(dá)基因;(d)5-FU與生理鹽水對(duì)照組和5-FU與FMT對(duì)照組差異表達(dá)基因的GSEA富集圖,NES為歸一化富集分?jǐn)?shù),F(xiàn)DR為錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)率,統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)為單側(cè)檢驗(yàn),并進(jìn)行了多重比較校正;(e)三組間差異表達(dá)基因的表達(dá)熱圖;(f)簇1中差異表達(dá)基因的GO生物過程術(shù)語分析,統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)為單側(cè)檢驗(yàn),并進(jìn)行了多重比較校正;(g)三組間過氧化氫反應(yīng)基因的表達(dá);(h)小鼠骨髓細(xì)胞中過氧化氫預(yù)處理和FMT共培養(yǎng)的示意圖;(i)PBS-、50 μg/ml FMT-或50 μg/ml GSH-共培養(yǎng)的骨髓細(xì)胞中LT-HSCs的胞內(nèi)過氧化氫含量,經(jīng)5 μM過氧化氫預(yù)處理;(j)從PBS-、50 μg/ml FMT-或50 μg/ml GSH-共培養(yǎng)的骨髓細(xì)胞中分離出的LT-HSCs的過氧化氫熒光成像,經(jīng)5 μM過氧化氫預(yù)處理;(k)從PBS-或50 μg/ml FMT-共培養(yǎng)的骨髓細(xì)胞中分離出的LT-HSCs的過氧化氫反應(yīng)基因mRNA表達(dá),經(jīng)5 μM過氧化氫預(yù)處理;(l)代表性流式圖,顯示PBS-、50 μg/ml FMT-或50 μg/ml GSH-共培養(yǎng)的骨髓細(xì)胞中LSK細(xì)胞和LT-HSCs的數(shù)量,經(jīng)5 μM過氧化氫預(yù)處理;(m)PBS-、50 μg/ml FMT-或50 μg/ml GSH-共培養(yǎng)的骨髓細(xì)胞中LSK細(xì)胞的數(shù)量,經(jīng)5 μM過氧化氫預(yù)處理;(n)PBS-、50 μg/ml FMT-或50 μg/ml GSH-共培養(yǎng)的骨髓細(xì)胞中LT-HSCs的數(shù)量,經(jīng)5 μM過氧化氫預(yù)處理
(5)FMT促進(jìn)移植HSC的再生
研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)MT在恢復(fù)應(yīng)激HSC中具有潛在治療益處,并能改善AML小鼠中HSCT的療效。AML小鼠接受8.5 Gy致死劑量TBI作為HSCT預(yù)處理方案,照射后24小時(shí)進(jìn)行HSCT,并在移植后施用FMT六次(圖6a)。4周后,對(duì)照和FMT處理小鼠的PB、BM和脾臟中幾乎檢測(cè)不到白血病細(xì)胞,且PB中成熟血細(xì)胞在移植后4周內(nèi)逐漸恢復(fù)(圖6b)。FMT處理小鼠的PB血細(xì)胞在第15天恢復(fù)更快(圖6b),28天內(nèi)壽命延長(zhǎng)。第28天分析顯示,F(xiàn)MT處理小鼠的BM中總細(xì)胞、MPP、LSK細(xì)胞和LT-HSC數(shù)量增加(圖6c、d),LT-HSC的細(xì)胞內(nèi)H?O?含量、ROS水平和凋亡減少(圖6e)。
為評(píng)估FMT處理后移植HSC的長(zhǎng)期再生能力,進(jìn)行二次移植(圖6a)。與對(duì)照組相比,接受FMT處理小鼠LT-HSC的受體總體再增殖率和供體來源成熟譜系顯著增加(圖6f,g)。FMT處理組120天內(nèi)存活小鼠數(shù)量(6只)高于對(duì)照組(6只中的4只),盡管存活曲線無統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著差異。FMT處理后,二次移植HSC的H?O?和ROS濃度及凋亡顯著降低(圖6h和擴(kuò)展數(shù)據(jù)圖7i,j),供體來源LSK細(xì)胞和LT-HSC數(shù)量增加(圖6i)。第三次移植顯示,與對(duì)照組相比,F(xiàn)MT治療組受體小鼠壽命顯著延長(zhǎng)(圖6j)。結(jié)果表明,F(xiàn)MT治療在AML的預(yù)處理橋接HSCT治療中維持了移植HSC的長(zhǎng)期造血能力。
圖6 FMT增強(qiáng)了TBI預(yù)處理的AML小鼠中移植HSCs的長(zhǎng)期再生能力。(a)AML小鼠經(jīng)TBI預(yù)處理和HSCT后接受FMT治療的示意圖;(b)TBI預(yù)處理的AML小鼠在不同移植日后的白細(xì)胞、紅細(xì)胞和血小板計(jì)數(shù);(c)第28天小鼠骨髓中的總骨髓細(xì)胞數(shù),生理鹽水組和FMT組;(d)第28天小鼠骨髓中的LSK和LT-HSC數(shù)量,生理鹽水組和FMT組;(e)第28天小鼠LT-HSCs中胞內(nèi)過氧化氫的流式圖及定量分析,生理鹽水組和FMT組;(f)次級(jí)受者移植后16周時(shí)供體嵌合體在PB中的比例;(g)次級(jí)受者移植后16周時(shí)成熟譜系在PB和骨髓中的比例;(h)二次移植后16周次級(jí)受者LT-HSCs中細(xì)胞內(nèi)過氧化氫的流式圖及定量分析,生理鹽水組和FMT組;(i)二次移植后16周次級(jí)受者骨髓中供體來源LSK細(xì)胞和LT-HSCs的數(shù)量;(j)接受次級(jí)受者骨髓細(xì)胞的致死劑量照射受者的Kaplan-Meier生存曲線;(k)示意圖
該研究應(yīng)用了四種不同的應(yīng)激條件,包括體外培養(yǎng)、化療、致死劑量的TBI以及HSCT前的預(yù)處理,以展示FMT治療在分解細(xì)胞內(nèi)過氧化氫和促進(jìn)造血再生方面的潛力。這些數(shù)據(jù)表明,FMT能有效減輕壓力下造血干細(xì)胞的活性氧和凋亡,并促進(jìn)損傷后的造血再生,這歸因于其類似CAT的活性。作者還研究了FMT在體內(nèi)保留造血干細(xì)胞的同時(shí)治療低FPN表達(dá)的急性髓系白血病的潛在應(yīng)用。更廣泛地說,本研究增進(jìn)了納米酶在造血再生中作用的理解,并強(qiáng)調(diào)了FMT在壓力條件下促進(jìn)患者造血系統(tǒng)恢復(fù)的潛在臨床應(yīng)用。
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