從活血化瘀類中藥探討造血微環(huán)境與慢性粒細胞白血病*

滕文靜，周 超，鄧來軍，楊 靜，曹曉靜，孫長崗△

(1．山東中醫(yī)藥大學，濟南 250355;2．山東省濰坊市中醫(yī)院，山東淮坊 261041)

從活血化瘀類中藥探討造血微環(huán)境與慢性粒細胞白血病*

滕文靜1，周 超2，鄧來軍2，楊 靜2，曹曉靜1，孫長崗2△

(1．山東中醫(yī)藥大學，濟南 250355;2．山東省濰坊市中醫(yī)院，山東淮坊 261041)

慢性粒細胞白血病(CML)是一種骨髓造血干細胞惡性克隆性疾病。造血干細胞在體內(nèi)增殖、分化、遷徙、轉(zhuǎn)移中保持動態(tài)平衡，主要歸功于穩(wěn)定的造血微環(huán)境，包括微血管系統(tǒng)、基質(zhì)干細胞、細胞外基質(zhì)和多種細胞因子等。而CXCR4/CXCL12作為骨髓微環(huán)境重要的生物軸，在造血“干細胞循環(huán)”過程中發(fā)揮著重要作用。現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，“活血化瘀”類中藥干預骨髓造血干細胞的增殖分化并影響“干細胞循環(huán)”，其“祛瘀血”層面與干細胞循環(huán)過程相吻合，而“生新血”層面與干細胞循環(huán)結(jié)果相吻合。故從活血化瘀類中藥探討造血微環(huán)境CXCR4-CXCL12軸平衡與慢性粒細胞白血病可能存在的特殊生物學機制，在造血干細胞生物學行為層面為CML發(fā)病機制的研究找到新突破點。

慢性粒細胞白血病;骨髓造血干細胞;CXCL4-CXCL12軸;微環(huán)境

慢性粒細胞白血病(ehroniemyeloeytieleukemia，CML)是發(fā)生在骨髓造血干細胞的惡性骨髓增殖性疾?。?］，其具備細胞生物學的鮮明特點，即造血干細胞的異?？寺?，以及分子遺傳學的典型特征即費城染色體(ph染色體或Bcr-Abl融合基因)，成為血液腫瘤研究領(lǐng)域中最活躍的熱點。

格列衛(wèi)(伊馬替尼)的發(fā)明與應(yīng)用使CML的緩解達到分子遺傳學水平，但耐藥和并發(fā)癥問題成為制約CML治療的重要因素。隨著“腫瘤干細胞”學說的不斷深入，我們對CML發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸的認識從造血干細胞角度開啟了新視野。目前研究認為，骨髓造血干細胞更新、分化、增殖、遷移的每一過程都與骨髓造血微環(huán)境密切相關(guān)。其中由黏附因子組成的CXCR4-CXCL12生物軸，不僅在維持造血功能的動態(tài)平衡中起主導性作用，而且參與了造血干細胞動員-歸巢-分化全過程［2］，影響造血干細胞生物學行為。同時現(xiàn)代研究初步顯示，“活血祛瘀”類中藥亦與“干細胞循環(huán)”密切相關(guān)，且對其CML的治療發(fā)展已久［3］。

1 “活血化瘀”與CML

中藥治療慢性粒細胞白血病等惡性骨髓增殖性疾病由來已久?，F(xiàn)代研究認為，骨髓增殖性疾病消耗、脾大、皮膚色素改變、高血細胞綜合征等一系列臨床特征與《金匱要略》“干血癆”高度符合［4］?！案裳A”最早見于張仲景《金匱要略·血痹虛勞病脈證并治》，謂“五勞虛極羸瘦，腹?jié)M不能飲食……內(nèi)有干血，肌膚甲錯，兩目黯黑，緩中補虛，大黃蟲丸主之”。明確提出“干血”與“干血癆”的命名和病機，并形象具體地描述了“干血癆”的臨床表現(xiàn)?，F(xiàn)代研究(周靄祥)［5］認為，慢粒的發(fā)病機理為邪毒入血傷髓產(chǎn)生瘀血，表現(xiàn)為胸骨壓痛、骨痛、肝脾腫大、白細胞總數(shù)增高、骨髓增生極度活躍、舌質(zhì)紫黯等，由于瘀血不去則新血不生，故重癥或晚期病人會出現(xiàn)骨髓干抽、血細胞異常增殖、高黏狀態(tài)或貧血等癥，而異常增殖的血細胞得不到抑制，則正常造血無法恢復。

大量研究發(fā)現(xiàn)，許多“活血化瘀”類中藥可以作用于不同周期的造血干細胞，并從蛋白質(zhì)和分子水平影響和參與造血干細胞的增殖、動員等多種環(huán)節(jié)，作用于造血過程［6-11］。孫漢英等［12］發(fā)現(xiàn)，川芎嗪加強造血細胞與基質(zhì)細胞間的相互作用并促進造血。胡晶［13］等證實，當歸多糖對小鼠外周血造血干細胞有動員作用。中藥丹參具有活血化瘀功效，可刺激基質(zhì)細胞分泌細胞因子、修復微環(huán)境，或利用其自身的活性成分直接作用于造血干/祖細胞，促進細胞的增殖和分化［14-15］?？偨Y(jié)相關(guān)研究主要有以下幾點。

1．1 “生新血”與造血干細胞“動員”促增殖

研究顯示，活血化瘀中藥可以通過動員骨髓中的干細胞增殖，從而驅(qū)使干細胞從骨髓池進入循環(huán)池，致循環(huán)池中的干細胞數(shù)量增加，干細胞穿過基底膜和血管內(nèi)皮層進入循環(huán)血流中，提高循環(huán)血流中干細胞含量［16］。

1．2 “祛瘀血”與造血干細胞“歸巢”抑凋亡

關(guān)于干細胞歸巢有2種觀點:一是受損區(qū)存在炎癥反應(yīng)，炎癥介質(zhì)活黏附分子表達，同時受損靶器官表達特異性受體或配體，引導干細胞移動并黏附于損傷處，稱為“干細胞聽到損傷組織的召喚”;二是干細胞在組織中不斷傳輸循環(huán)，但僅在受損時離開血液滲透到受損組織中發(fā)揮作用［16］?；钛鲱愔兴帯办铕鲅蓖ㄟ^“活血”調(diào)整氣血關(guān)系，達到“血和則經(jīng)脈流行”，解除干細胞在脈中運行不暢的病理環(huán)境，保證干細胞在歸巢時暢利通行，并能繼而分化再生。同時活血化瘀方藥能夠下調(diào)Caspase3蛋白表達水平，促進Bcl-2的表達，抑制Fas表達，因此，活血化瘀類中藥“祛瘀生新”層面的作用機制可能是通過多靶點抑制細胞凋亡、多途徑降低細胞凋亡指數(shù)［17］，而這進一步加重了CML的發(fā)生。

《血證論·瘀血》“此血在身，不能加于好血，而反阻新血之化機”觀點與《黃帝內(nèi)經(jīng)》“疏其氣血，令其條達”的思想高度一致，其基本思想體現(xiàn)瘀血不去、新血不生的觀點。而活血化瘀類中藥對CML的治療機制之一，可能是其對干細胞循環(huán)及造血微環(huán)境的影響，同時造血干細胞循環(huán)與微環(huán)境之間主要受趨化因子CXCL12與其特異性受體CXCR4所構(gòu)成的CXCL12-CXCR4生物學軸調(diào)控［18-21］。

2 干細胞循環(huán)與“造血微環(huán)境”

造血干細胞(hemopoietic stem cell)又稱專能干細胞，是存在于造血組織中的一群原始造血細胞［22］，它們具有向各種髓系細胞和淋巴細胞分化的潛能，屬于一種成體干細胞［23］。造血干細胞學說認為，造血干細胞通過不對稱性有絲分裂，不斷產(chǎn)生大量各系造血祖細胞，為造血系統(tǒng)提供新細胞來源。與此同時，骨髓造血干細胞的自我更新和分化潛能，表現(xiàn)出很強的可塑性，并存在廣泛的遷移現(xiàn)象，即“干細胞循環(huán)”［24］。它包括動員-歸巢-分化3個重要環(huán)節(jié)，“動員”是指機體本身的代償機制以及外界人為因素干預，促使骨髓基質(zhì)干細胞(BMSCs)遷移到骨髓外進入外周血，增加循環(huán)血液中干細胞數(shù)量的過程;“歸巢”是干細胞從外周循環(huán)血液中向損傷組織遷移、識別和定位的過程，“分化”是歸巢于損傷組織的干細胞在局部微環(huán)境的作用下定向分化為新的組織細胞，參與壞死組織再生和治療的過程［25］。而所有這一系列環(huán)節(jié)是在造血干細胞微環(huán)境的參與和作用下完成。

骨髓造血微環(huán)境是造血干細胞賴以生存并進行自我更新產(chǎn)生大量祖細胞的內(nèi)環(huán)境，它包括微血管系統(tǒng)、基質(zhì)干細胞、細胞外基質(zhì)和多種細胞因子［26］。細胞因子包括多種黏附分子、趨化因子等，共同協(xié)調(diào)造血干細胞的生命活動［27］。造血干細胞在微環(huán)境各種因素的調(diào)控下增殖、分化、發(fā)育及成熟，慢性粒細胞白血病等多種血液病涉及骨髓造血微環(huán)境的改變［13］。

目前研究認為，“造血微環(huán)境”(hSCN)有骨內(nèi)膜hSCN和骨髓血管hSCN 2種模式［28］，在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下造血干細胞并不是頻繁的進行分裂，大量處于G0期的靜止造血干細胞儲存在骨膜附近的hSCH中，另外一部分造血干細胞在骨髓血管hSCN中。骨髓血管hSCN中的造血干細胞隨時可以檢測到血液系統(tǒng)的變化。當血液系統(tǒng)發(fā)生變化時，骨內(nèi)膜微生境中靜止狀態(tài)的造血干細胞在趨化因子CXCL12和一些黏附分子的影響下離開骨內(nèi)膜微環(huán)境［29］，向骨髓中心的血竇遷移，進入血管造血干細胞微環(huán)境，從而進入造血狀態(tài)。在此過程中，趨化因子CXCL12與其特異性受體 CXCR4所構(gòu)成的CXCL12-CXCR4 生物學軸 (CXCL12-CXCR4 biological axis)影響著造血干細胞動員和歸巢，對造血細胞的增殖、分化和自我維持發(fā)揮著至關(guān)重要作用［30］。

來源于骨髓中的造血干細胞表面表達受體CXCR4［31］，而骨髓基質(zhì)細胞表達CXCL12，能特異性地對CXCR4產(chǎn)生趨化作用，因此造血干細胞沿著CXCL12的濃度梯度遷移實現(xiàn)歸巢過程［32］。當骨髓中CXCL12濃度下降，則會導致體內(nèi)反饋性的切割CXCL12從而使其失活，而這一機理可以直接引起骨髓造血干/祖細胞的動員［33］。

3 展望

CXCL12趨化因子對外周血中造血干細胞的動員作用，將進一步誘導慢性粒細胞白血病血液循環(huán)中的造血干細胞返回骨髓微血管，并從微血管的內(nèi)皮間隙遷移入骨髓束，最終寄存在骨髓的造血微環(huán)境中進一步增殖。同時處于骨內(nèi)膜微環(huán)境中靜止的造血干細胞在CXCL12的趨化作用下，離開抑制干細胞分化的骨內(nèi)膜微環(huán)境，向血管造血干細胞微環(huán)境遷移，由靜止狀態(tài)的造血干細胞轉(zhuǎn)化為長期自我更新的造血干細胞。

綜上所述，我們有理由相信活血化瘀類中藥刺激基質(zhì)細胞分泌細胞因子等將誘導 CXCR4/ CXCL12軸失衡，進而引起造血微環(huán)境的的異常，導致干細胞循環(huán)動態(tài)改變，影響CML的發(fā)生發(fā)展過程。進一步探索其內(nèi)在變化過程，將對惡性血液病的臨床實踐和病機研究具有重要的參考價值。

［1］羅米，歐陽昭．慢性粒細胞白血病發(fā)病機制及治療進展［J］．中國現(xiàn)代醫(yī)生，2012，50(27):9-12．

［2］張小川，李楠，吳曉陽．趨化因子CXCL12及其受體CXCR4研究進展［J］．交通醫(yī)學，2009，23(2):153-155．

［3］李邦華，張琦．活血化瘀類中藥對造血干細胞動員作用的影響［J］．實用中西醫(yī)結(jié)合臨床，2008，8(2):92-94．

［4］趙珍品，張惠臣，古學奎．活血化瘀法在骨髓增生性疾病中的應(yīng)用概況［J］．廣州中醫(yī)藥大學學報，2001，18(1):88-91．

［5］周靄祥．青黃散治療慢性粒細胞性白血病25例近期療效觀察［J］．中西醫(yī)結(jié)合雜志，1981，1(l):16-18．

［6］張金生．三論活血化瘀治法理論“干細胞循環(huán)理論”與“活血化瘀治法理論”研究相關(guān)性［J］．中國實驗方劑學雜志，2012，18(2):248-250．

［7］劉文勵，孫漢英，周劍鋒．復方活血湯對放射性損傷小鼠造血細胞bcl-2、bax、bcl-XL基因表達的作用［J］．中華放射醫(yī)學與防護雜志，1998，18(4):256-258．

［8］董凌莉，孫漢英，劉文勵．川芎嗪對放射損傷小鼠造血細胞黏附分子CD49d及細胞周期蛋白CyclinD2表達的影響［J］．中華放射醫(yī)學與防護雜志，1999，19(3):194-195．

［9］劉振芳，孫漢英，劉文勵．川芎嗪促進急性放射損傷小鼠骨髓造血修復作用的研究［J］．中華放射醫(yī)學與防護雜志，2004，24(5):396-398．

［10］舒硯秋，孫漢英，劉文勵，等．復方活血湯對免疫誘導再生障礙性貧血小鼠骨髓微環(huán)境的作用研究［J］．中國中西醫(yī)結(jié)合雜志，1998，18(6):359-361．

［11］劉文勵，孫漢英，路武．活血化瘀中藥對受照小鼠骨髓微環(huán)境及其供氧的作用［J］．中華放射醫(yī)學與防護雜志，1997，17 (5):341-342．

［12］孫漢英，舒硯秋，劉文勵．川芎嗪改善免疫誘導再生障礙性貧血小鼠骨髓微環(huán)境作用的研究［J］．中華血液學雜志，1998，19(4):178-180．

［13］胡晶，吳宏．當歸多糖對小鼠外周血造血干細胞動員作用的研究［J］．中草藥，2006，37(12):1835-1838．

［14］An J，Varadarajan SG，Camara A，et al．Blocking Na+/H+ exchange-reduces［Na+］(i)and［Ca2+］(i)load after ischemia and improves function in intacthearts［J］．Am J Physiol Heart Circ Physiol，2001，281(6):H2398-H2409．

［15］張紅英，朱惠京，秦孝智．水芹乙酸乙酯提取物保護大鼠缺血再灌注損傷心肌的作用［J］．中國臨床康復，2006，10(3):66-68．

［16］張金生．活血化瘀與干細胞循環(huán)［J］．中醫(yī)雜志，2012，53(6): 451-453．

［17］張寶霞，白娟，趙珍珍，等．活血化瘀“生新層面”之“化舊生新”法干預細胞凋亡機制研究［J］．中醫(yī)學報，2012，27 (167):441-443．

［18］Zou YR et al．Function of the chemokine receptor CXCR4 in haematopoiesis and in cerebellar developmen［J］．t．Nature，1998，393(6685):595-599．

［19］Porecha NK et al．Enhanced functional response to CXCL12/ SDF-1 through retroviral over expression of CXCR4 on M07e cells:implications for hematopoietic stem cell transplantation［J］．Stem Cells Dev，2006，15(3):325-333．

［20］Brenner S etal．CXCR4-transgeneexpression significantly improves marrow engraftment of cultured hematopoietic stem cells［J］．Stem Cells，2004，22(7):1128-1133．

［21］Bonig H et al．Hierarchy of molecular-pathway usage in bone marrow homing and its shift by cytokines［J］．Blood，2006，107 (1):79-86．

［22］李斌，吳巖．造血干細胞研究進展［J］．內(nèi)蒙古醫(yī)學院學報，2006，28(6):592-595．

［23］Kondo M，Wagers AJ，Manz MG，et al．．Biology of hematopoietic stem cells and progenitors:implications for clinical application［J］．Annu Rev Immunol，2003，21:756-806．

［24］蔣文慧，馬愛群．干細胞循環(huán)及其潛在應(yīng)用前景［J］．中華醫(yī)藥雜志，2003，83(21):1923-1925．

［25］Diet AB，padley DJ，Gastineau DA．Infrastructure development for human cell therapy translation［J］．Clin Pharmacol Ther，2007，82(3):320-324．

［26］Campbell PJ，Stephens PJ，Pleasance ED，et al．Identification of somatically acquired rearrangements in cancer using genome-wide massively pared-end sequencing［J］．Nat Genet，2008，40:722．

［27］許呂宏，方建培．骨髓微環(huán)境的研究進展［J］．國際輸血及血液學志，2007，30(1):26．

［28］陳幸華．造血微環(huán)境與白血病［J］．重慶醫(yī)學，2005，34(9): 1281-1282．

［29］林艷，胡曉霞，王建民．造血干細胞歸巢及相關(guān)分子機制［J］．中華血液學雜志，2010，31(8):572-575．

［30］Balkwill F．Chemokine biology in cancer［J］．Semin Immunol，2003，15(1):49-55．

［31］崔紅霞，馮一中，顧振綸．CXCL12/CXCR4生物軸與特發(fā)性肺纖維化研究進展［J］．中國藥理學通報，2010，26(3):298-300．

［32］Semerad CL，Christopher MJ，Liu F．G-CSF potently inhabits osteblast activity and CXCL12 mRNA expression in the bone marrow［J］．Blood，2005，106(9):3020-3027．

［32］Guo Y．SDF-1/CXCL12 enhances survival and chemotaxis of murine embryonic stem cells and production of primitive and definitive hematopoietic progenitor cells［J］．Stem Cells，2005，23:1324-1332．

Exploration of the Relationship Between the Balance of CXCR4-CXCL12 Axis in Bone Marrow Stem Cell Niche and Chronic Myeloid Leukemia from the Effect of Chinese Herbs

TENG Wen-jing1，ZHOU Chao2，DENG Lai-jun2，YANG Jing2，CAO Xiao-jing1，SUN Chang-gang2△
(1．Postgraduate department of Shandong University of Chinese Medicine，Jinan，Shandong 250355，China; 2．Weifang Traditional Chinese Medicine Hospital，Shandong，Weifang 261041，China)

Chronic myeloid leukemia(CML)is a kind of malignant clonal myeloproliferative disease which happened in the bone marrow Hematopoietic stem cells．hematopoietic stem cells with self-renewal and self-replicating ability remains constant in the size and number in the stem cells pool，mainly due to hematopoietic microenvironment which maintained its stable，it is also called“niche”．The regulating factor in the niche is the main members participate in this activity．Modern research found that Chinese herbology which can promote circulation and remove stasis not only can intervene in the proliferation and differentiation of bone marrow hematopoietic stem cell，but also affect the stem cell cycle．Considering the progress of the cycle，it agrees with the view removing blood stasis．Considering the result of the cycle，it agree with the view giving birth to the new blood．This article aims to explore the relationship between the balance of CXCR4/CXCL12 axis in bone marrow stem cell niche and chronic myeloid leukemia from the effect of Chinese herbs and find new breakthro ughs in pathogenesis of CML．

Chornic myeloid Leukemia; Bone marrow hematopoietic stem cell;CXCL4-CXCL12 axis; Microenvironment breakthronghls

R285．6

B

1006-3250(2016)01-0125-03

2015-03-17

國家自然科學基金面上項目(81273987，81473513)

滕文靜(1988-)，女，醫(yī)學碩士，從事惡性腫瘤與血液病的中西醫(yī)結(jié)合臨床與研究。

△通訊作者:孫長崗，Tel:13583690699，E-mail:zhongliuyike@ 163．com。