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Nature子刊:沈博团队揭示骨髓移植后神经促进造血干细胞和血管再生的机制

来源:生物世界 2023-12-01 15:12

外周神经和LepR+细胞通过相互作用促进骨髓移植后造血和血管系统的再生,其中LepR+细胞通过合成NGF促进骨髓神经的维持及其清髓后的生长

北京生命科学研究所(NIBS)/清华大学生物医学交叉研究院沈博团队与美国西南医学中心/霍华德休斯研究所Sean Morrison团队合作,在 Nature Cell Biology 期刊发表了题为:Leptin receptor+ cells promote bone marrow innervation and regeneration by synthesizing nerve growth factor 的研究论文。

该研究揭示了骨髓内外周神经通过促进LepR+细胞释放生长因子来促进骨髓再生,为造血干细胞移植以及白血病等血液疾病的临床治疗提供了重要参考。

 

 

在这项工作中,研究团队首先构建了骨髓内外周神经特异性消融的小鼠模型(去神经小鼠):他们发现骨髓内主要仅表达单一的一种神经生长因子Nerve Growth Factor(NGF),而且主要由LepR阳性间充质细胞(LepR+细胞)表达。六月龄的Leprcre; Ngffl/-小鼠骨髓中外周神经纤维完全消失而髓外外周神经并没有受到影响。这些结果表明,LepR+细胞合成的NGF对骨髓内神经的维持十分重要。进一步的实验显示,去神经小鼠的造血干祖细胞及血液系统在稳态维持情况下功能完全正常,说明骨髓内造血干祖细胞的维持不依赖于髓内外周神经。

沈博实验室进一步的研究表明,骨髓内LepR+细胞及分化的脂肪细胞在骨髓移植前的辐射清髓后增加了NGF的释放,导致骨髓内外周神经纤维增多并通过刺激LepR+细胞释放更多的生长因子(比如SCF、VEGF和Ang2)促进造血和血管系统的再生。机制上,外周神经通过释放神经递质激活LepR+细胞中的β2和β3肾上腺能受体通路,刺激该细胞释放多种生长因子以促进造血和血管系统的再生。在LepR+细胞中条件性敲除编码β2和β3肾上腺素能受体的基因Adrb2和Adrb3抑制了LepR+释放SCF等生长因子,并阻碍了造血和血管系统的恢复。

图1:骨髓内外周神经和LepR+细胞通过相互作用促进骨髓造血和血管系统的再生

综上所述,外周神经和LepR+细胞通过相互作用促进骨髓移植后造血和血管系统的再生,其中LepR+细胞通过合成NGF促进骨髓神经的维持及其清髓后的生长,而骨髓神经通过刺激LepR+细胞释放多种生长因子来促进骨髓再生。该研究为造血干细胞移植以及白血病等血液疾病的临床治疗提供了重要参考。

沈博研究员和Sean Morrison教授为本文的共同通讯作者,沈博实验室PTN项目/北京大学前沿交叉学科研究院博士生高祥为第一作者。

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