急性淋巴细胞性白血病(acute lymphoblastic leukemia, ALL)是一种进行性恶性血液病,好发于儿童及成年人。近年来,随着对疾病认识的深入及治疗方案的不断改进,ALL的预后明显改善。然而,此病在大多数病人仍易复发及产生耐药,整体存活率低。越来越多的证据表明ALL的复发和耐药与骨髓微环境,如骨髓基质细胞(BMSC)对ALL细胞的保护作用有关。但白血病细胞及微环境相互作用的机制还不清楚。因此研究骨髓微环境对ALL细胞的保护机制,对于提高疗效乃至治愈ALL有重要作用。本研究中我们检测了BMSC对阿糖胞苷(Ara-C)诱导的ALL细胞凋亡的保护作用,并利用各种分子生物技术,体内体外实验研究其可能的分子机制。首先我们将Reh, RS4;11, SEMK2 3种ALL细胞株与人和鼠的BMSC细胞共培养,模拟骨髓微环境,并用Ara-c诱导ALL细胞凋亡。流式细胞术检测发现BMSC能显著减少ALL细胞的凋亡。BMSC同样可抑制ALL病人的原代白血病细胞的自发性凋亡及Ara-C诱导的凋亡。Western blot检测结果也证实了BMSC可逆转Ara-C诱导的ALL细胞Caspase3, PARP, Bcl-2蛋白被剪切,同时伴有p21,Cyclin A, CDK2表达的减少。此外,BMSC还能加快ALL的细胞周期进程,促进其增殖。我们发现与BMSC共培养可导致Akt的磷酸化,而用P13k抑制剂LY29400抑制Akt的磷酸化可增加ALL细胞的凋亡。但是利用CXCR4的拮抗剂AMD3100并不能抑制BMSC的保护作用。为了进一步探索参与保护机制的分子,我们利用基因芯片,蛋白质芯片等,检测了在Ara-C作用下单独培养和共培养Reh细胞基因和蛋白表达的变化。结果表明许多的信号通路参与该过程,包括凋亡通路,细胞周期等,与上述结果相符。半定量RT-PCR验证了显著差异表达的基因。我们从中发现共培养组的Lef-1, C-myc及Cyclin D1表达增加,Western blot也同样发现了β-catenin的表达增加,提示BMSC可通过活化ALL细胞的Wnt通路起到保护作用。进一步研究发现,小分子抑制剂XAV939能够有效抑制β-catenin的表达,从而抑制共培养系统中ALL细胞的Wnt通路的活化,并最终逆转BMSC对ALL细胞的保护作用,增加Ara-C诱导的细胞凋亡。此抑制剂不但作用于ALL细胞,而且作用于保护ALL细胞的BMSC。预计这种双重作用使它可能成为将来ALL治疗中与化疗联合用药的优先选择。最后我们联合Ara-C及XAV939治疗Rehluc/SCID小鼠,通过持续定期活体IVIS荧光成像系统对小鼠体内白血病的发生发展进行实时跟踪观察,发现XAV939联合Ara-C治疗,可减缓白血病的进展,延长小鼠的生存时间。综上所述,BMSC可通过多个信号途径保护Ara-C作用下的ALL细胞,如PI3k/Akt通路,Wnt通路。靶向这些通路,为打破微环境对ALL细胞的支持保护作用并最终消灭白血病提供新的策略和治疗。