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目的:回顾性分析初发AML患者骨髓活检切片上脂肪细胞的形态特征,明确骨髓小脂肪细胞与AML患者预后的相关性,初步探讨白血病细胞在小脂肪细胞形成中的作用。方法:1.分析比较AML患者和对照组骨髓脂肪细胞的直径和面积的差异,Cox回归分析筛选影响AML预后的因素,Kaplan-Meier生存分析研究小脂肪细胞的含量对AML患者生存的影响。2.免疫组化检测AML患者和对照组骨髓切片上UCP-1和PGC1α的表达。比较两组骨髓MSC的形态、表型及成脂活性的差异。将脂肪细胞与白血病细胞系间接共培养,油红染色及免疫荧光观察脂肪细胞形态的改变,qPCR检测脂肪细胞成脂基因的表达。3.RT-PCR和qPCR检测白血病细胞系中调节成脂的基因(TGF-β1,CTGF,GDF6,GDF15)的表达;体外加入人重组GDF15因子或者GDF15的中和抗体,油红染色、免疫荧光及qPCR观察GDF15对脂肪细胞的影响。4.qPCR和Western Blot检测AML患者和对照组骨髓单个核细胞GDF15的表达;免疫荧光检测骨髓切片上GDF15的表达;线性分析研究骨髓上清中GDF15的含量与骨髓小脂肪细胞含量的相关性。结果:1.AML患者骨髓脂肪细胞的直径和面积分别为38.28±14.69um和559.36±271.93um~2,明显小于对照组(P<0.001)。骨髓脂肪细胞的直径或面积与骨髓原始细胞量无相关性(P=0.21;P=0.245)。小脂肪细胞在AML组中占的比例明显高于对照组(45.7%vs 25%,P=0.005)。2.AML患者难治组骨髓小脂肪细胞的数量为31.56±11.72/mm~2,容量为6.98±3.18%,明显高于缓解组(P<0.001)。Cox回归分析示小脂肪细胞的数量及容量是影响AML患者生存的危险因素,且小脂肪细胞数量或容量越多,其总生存及无复发生存越短。3.AML患者和对照组骨髓切片上脂肪细胞多为单房,均不表达UCP-1和PGC1α。两组骨髓MSC均高表达CD73、CD90、CD105,不表达CD14、CD34、CD45,两组MSC及MSC来源的脂肪细胞形态相似,成脂基因的表达无明显差异。与白血病细胞系间接共培养后,脂肪细胞变小,脂滴减少,成脂基因表达减低。4.白血病细胞系高表达GDF15。体外加入人重组的GDF15因子共培养后,脂肪细胞变小,脂滴减少,成脂基因表达减低。体外加入GDF15的中和抗体可以部分减弱GDF15对小脂肪细胞形成的影响。5.AML患者骨髓单个核细胞GDF15的表达高于对照组,骨髓切片上CD34+的细胞同时也高表达GDF15。线性分析表明AML患者骨髓中GDF15的含量与骨髓小脂肪细胞的含量成正相关。结论:1.AML患者骨髓脂肪细胞减少变小,且这种改变与骨髓原始细胞量无关。AML患者骨髓小脂肪细胞的比例增加,且小脂肪细胞数目或容量增多对AML患者预后不良。2.AML患者骨髓小脂肪细胞可能与脂肪细胞的棕色化或骨髓MSC的异常无关。3.白血病细胞分泌的GDF15因子参与了小脂肪细胞的形成。AML患者骨髓高表达GDF15,GDF15的水平与骨髓小脂肪细胞的含量相关。