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研究背景:贫血是肿瘤患者常见的并发症,高达40%的恶性肿瘤患者在接受治疗前已合并贫血,即恶性肿瘤所致贫血。已有众多研究证实,肿瘤合并贫血患者预后差,抗感染及抗瘤免疫应答能力显著低下,是影响肿瘤患者不良预后的重要因素。因此,深入认识恶性肿瘤所致贫血对提高抗瘤疗效、延长患者生存预后具有重要意义。本课题组前期发现,在荷瘤机体中存在一个新的免疫抑制细胞群体:CD45阳性红系前体细胞(Erythroid progenitor cells,CD45~+EPCs),其不能正常分化成为成熟红细胞,而发挥着类似髓系细胞的免疫抑制作用,不仅是抗瘤免疫应答缺陷的重要因素之一,也是晚期荷瘤机体贫血发生的重要原因之一。该群细胞可显著抑制CD8~+T细胞抗瘤免疫应答,并且成熟分化能力显著降低。因此深入探讨CD45~+EPCs分化受阻的原因及机制是解除宿主贫血状态的关键。前期有研究报道Rps14缺失引起的髓系细胞S100A8表达增加,进一步诱导P53信号通路活化是巨幼细胞性贫血患者红系分化受阻的分子机制,且加入外源性重组S100A8处理正常的小鼠来源的造血祖细胞(Hematopoietic progenitor cells,HPCs)细胞,可复制Rps14缺失所致的红系分化受阻,提示S100A8活化P53通路在红系分化受阻中发挥了重要作用。然而,对于荷瘤情况下S100A8对于红系分化发育的具体作用尚不明确。更为重要的是,在荷瘤状态下机体脾脏、外周血中S100A8水平明显升高。为此,本研究拟从S100A8出发,探讨其在荷瘤情况下红系前体细胞发育障碍中的可能。因此,在本研究中,我们通过研究S100A8及其受体在CD45~+EPCs表达情况、构建造血干细胞S100A8基因特异性敲除鼠并进行初步表型分析及研究EPCs分化发育情况,探索研究S100A8对于红系分化发育的影响。通过本研究,可探索S100A8在红系分化发育中的作用,为后续的研究提供理论基础。方法:1分析荷瘤鼠和癌性贫血患者CD45~+EPCs表达S100A8及受体情况1.1分析CD45~+EPCs成熟分化能力;1.2分析荷瘤鼠和贫血患者CD45~+EPCs表达S100A8及受体情况;2造血干细胞S100A8特异性敲除鼠的构建2.1委托北京百奥赛图公司构建造血干细胞S100A8特异性敲除鼠;2.2造血干细胞S100A8特异性敲除鼠的鉴定;2.3造血干细胞S100A8特异性敲除鼠初步表型分析。3研究分析自然和贫血状态下造血干细胞S100A8特异性敲除对红系分化的影响3.1分析自然状态下外周血和脾脏EPCs比例;3.2分析自然状态下尾静脉血血红蛋白(Hemoglobin,HGB)、红细胞(Red blood cell,RBC)、平均红细胞体积(Mean corpuscular volume,MCV)、平均红细胞血红蛋白含量(Mean corpuscular hemoglobin,MCH)、平均红细胞血红蛋白浓度(Mean corpuscular hemoglobin concentration,MCHC)和血细胞比容(Hematocrit,HCT)水平;3.3分析自然状态下细胞形态变化;3.4分析贫血模型下EPCs和HGB、RBC、MCV、MCH、MCHC和HCT水平。4研究分析荷瘤状况下造血干细胞S100A8特异性敲除对红系分化的影响4.1分析肿瘤体积;4.2分析尾静脉血EPCs比例;4.3检测分析尾静脉血HGB和RBC水平。结果:1 CD45+EPCs红系分化障碍,且表达S100A8及晚期糖基化终末产物受体1.1荷瘤鼠CD45~+EPCs分化受阻;1.2荷瘤鼠CD45~+EPCs高表达S100A8和晚期糖基化终末产物受体(Receptor of advanced glycation endproducts,RAGE)受体;1.3癌性贫血患者CD45~+EPCs高表达S100A8和RAGE受体。2成功构建了造血干细胞S100A8特异性敲除鼠2.1委托北京百奥赛图公司成功地构建了造血干细胞S100A8特异性敲除鼠;2.2造血干细胞S100A8特异性敲除可对子代鼠部分表型产生影响。3在自然和贫血状态下,造血干细胞S100A8特异性敲除未对红系分化产生明显的影响3.1自然状态下外周血EPCs比例未见明显差异;3.2自然状态下脾脏组织EPCs比例未见明显差异;3.3自然状态下尾静脉血HGB、RBC、MCV、MCH、MCHC和HCT水平未见明显差异;3.4自然状态下脏器细胞形态结构发育正常;3.5贫血模型下EPCs比例未见明显差异;3.6贫血模型下尾静脉血HGB、RBC、MCV、MCH、MCHC和HCT水平未见明显差异;4在肿瘤微环境中,造血干细胞S100A8特异性敲除未对造血能力的产生明显影响4.1敲除型(Knock out,KO)鼠肿瘤体积高于野生型(Wild type,WT)鼠;4.2流式检测分析尾静脉血EPCs比例未见明显差异;4.3血球分析仪检测分析尾静脉血HGB和RBC变化比例未见明显差异。研究结论:1.首次成功构建了造血干细胞S100A8特异性敲除小鼠;2.造血干细胞S100A8特异性敲除未对红系前体细胞分化发育产生明显影响;3.造血干细胞S100A8特异性敲除可对小鼠毛发和体重等表型产生影响,KO鼠肿瘤体积高于WT鼠。