细胞因子FL与造血细胞的关系
作者：程欣 孙载阳 陈宝安
单位：(南京铁道医学院附属医院 血液科，江苏 南京 210009)
关键词：FL；造血细胞；细胞增殖；白血病
铁道医学000347 [摘要]FL是一种与造血调控密切相关的细胞因子，可协同其它造血因子促进原始干(祖)细胞的增殖与分化，在临床上有广阔的应用前景。
[中图分类号]R361+.3 [文献标识码]A
[文章编号]1001-0912(2000)03-0212-02
FL(flt3 ligand)同CSF-1(集落刺激因子-1)和SLF(干细胞因子)一样，也是酪氨酸激酶受体的配体,对造血细胞的增殖和分化起调节作用。FL与其他一些细胞因子协同，对早期造血干/祖细胞产生巨大的增殖效应。FL的受体fit3或fik-2于1991年被克隆成功，其结构与CSF-1和SLF受体有关联。FL在结构上与CSF-1和SLF相似[1]。
, 百拇医药
1 FL基因及分子结构
鼠FL的cDNA.6C克隆含829个bp，696bp为开发式阅读框，5′端31bp和3′端102bp为非编码序列，其蛋白质N末端为27个氨基酸组成的信号肽，接下来是161个氨基酸组成的细胞外片段，22个氨基酸组成的跨膜片段，21个氨基酸组成的细胞内片段[2]。人FL的cDNA中有705bp的开放式阅读框，编码由235个氨基酸组成的型跨膜蛋白质，其N末端为26个氨基酸组成的信号肽，接着是156个氨基酸组成的细胞外区，23个氨基酸组成的跨膜区，30个氨基酸组成的细胞内区。5′端83bp和3′端321bp为非编码序列。通过Southern杂交可知，在氨基酸水平鼠和人FL序列有72%的同源性，在核苷酸的编码区有76%的同源性[3]。
FL在大小和结构上都与CSF-1和SLF相似，三者虽然在一级结构上有较大差异，但都为型膜转运糖蛋白，有一短的胞浆内区，细胞外都有4个保守的半胱氨酸残基。flt3属于酪氨酸激酶受体第Ⅲ家族，它和flk-2 在细胞外区接近C末端处只有两个氨基酸不同，且二者结合的配体相同，故认为flt3和flk-2是同基因的[2]。人FL的cDNA编码区有5个CTG的三倍体重复序列，存在于一个单肽中，编码5个连续的亮氨酸残基。这种多核苷酸的重复序列在许多蛋白质中存在，且在某些情况下与人类疾病有关。此外，CTG编码的多聚亮氨酸可在被称为保护性蛋白质及胎盘碱性磷酸酶中见到。FL的广泛表达是惊人的，而flt3受体只表达于早期造血细胞上[4]，这提示flt3受体表达的限制性是调节其配体-受体结构的主要因素。
, 百拇医药
2 FL的功能
FL是由骨髓基质产生的，具有可溶型和结合型两种形式，其活性型为可溶型[5]，但是其膜结合型并不是多余的。例如，在鼠Steel-Dicke突变体系中(sl/sd),因SCF编码位点膜结合段及胞浆内尾部的基因缺失而成为无膜结合型SCF鼠，尽管能造出可溶型SCF，但是会发生严重的贫血[5]。
FL作为一种早期造血生长因子，单独作用能增加原始造血细胞的生存，在较高浓度下，对绝大多数原始细胞克隆有促进其扩增的作用，而且在体外可以促进有限的较为成熟祖细胞的自我更新[6，7]。Flt3可单独导致骨髓CD34+祖细胞明显克隆形成，所观察到的克隆均为粒(或)单细胞型，但是对脐带血CD34+祖细胞无作用[3]。为了精确地证实哪群造血细胞对FL有反应，把CD34+细胞分为4个亚群，其中FL只对CD34+，CD38-，CD33-，HLA-DR+细胞群起作用[8]，说明FL的确是一种可以刺激早期造血细胞的生长因子。FL与Pixy321、IL-3及GM-CSF均有协同作用，且与Pixy321协同作用时集落大小增加。FL与红细胞生成素(EPO)、SLF均无协同作用。FL与IL-7联合应用可对14日龄鼠胎淋巴细胞的发育起调节作用[9]。FL与膜结合型SCF协同可对克隆形成祖细胞的生存和增殖产生巨大作用[5]。FL与GM-CSF协同比单独应用其中任何一种对造血祖细胞的动员都显著。被动员的祖细胞包括髓细胞样的、淋巴细胞样的、巨核细胞样的和破骨细胞来源的祖细胞，但爆式形成单位(BFU)只占很低一部分，且破骨细胞起源的祖细胞的动员只有在两种因子都存在的情况下才能成功[4]。
, 百拇医药
3 FL的临床应用
在同种异体器官移植的受体中，供者白细胞在受体组织中无限期的存在被解释为是移植了造血干细胞和祖细胞的证据。多种供者白细胞的微嵌合已被人们解释为是同种异体器官移植耐受的关键条件[10]。目前，关于人类器官移植中增加“自发微嵌合”研究的焦点集中在供者非修饰骨髓的应用。常规的免疫抑制治疗被认为可以促进供者细胞的存活及加速作为同种异体移植耐受基本条件的供者-受者白细胞的相互作用。在骨髓移植中的嵌合增强计划已被认可，而FL作为治疗性应用来增强嵌合性及提高供体-受体白细胞的相互作用方面将有
重要意义的。在研究微嵌合体的多种特性过程中，供者来源的树突状细胞(DC+)有着重要地位。DC祖细胞及其他供者起源的白细胞都在宿主免疫系统中表现出耐受基因的特性。研究表明，FL与tacro limus(一种免疫抑制剂)共同应用时，能明显地使受体淋巴组织中造血细胞嵌合性增加。可见，FL介导的嵌合性增强在同种移植物受体中显示出重要的功能特性[10]。
, 百拇医药
FL和SCF(干细胞因子)是在造血微环境中制造出来的，都有膜结合型和可溶型两种形式。SCF是已知最强的造血生长因子，而FL的可溶型和膜结合型协同在支持克隆形成祖细胞的生存和增殖方面产生巨大作用[5]。人们已经把这些因子用于一些骨髓增生低下患者造血祖细胞的体内和体外扩增。同正常骨髓中一样，FL主要刺激粒-单核祖细胞的生长。至今，体外研究表明，再障患者骨髓低克隆形成能力及低再生能力是由于缺乏具有长期培养初始化细胞生长特性的CD34+、CD38-原始造血祖细胞的缘故[12，13]。体外及临床前期研究表明，FL可引起干细胞的动员，骨髓移植患者及原发骨髓衰竭患者，如再障患者将从中受益。当然，与其他造血生长因子一样，FL同样不能逆转难治的终末阶段的再障患者疾病的进程，但是对于不是很严重的病人，其体内和体外自体干细胞扩增可提供有益的治疗[5]。
FL的特殊价值在于它能导致干细胞的存活和扩增而不是分化，因为分化可导致细胞死亡[5]。移植过程中的造血祖细胞的体内和体外扩增是研究的热点之一。这项研究的巨大收益在于促进移植和减少移植的危险性。FL可引起干细胞的动员，这对骨髓移植的患者和再障患者都是有益的。
, 百拇医药
4 展望
FL克隆成功为研究其功能提供了重要线索，对干细胞生理学的研究加快了FL在治疗上应用的步伐。FL是一种很有潜力的造血生长因子。虽然FL 单独应用对于动员造血祖细胞只产生很缓慢的动力学变化，但是，当与G-CSF联合应用时，就显示出强大的协同作用。FL在细胞动员和移植方面有很大的应用前景。FL还可在体外抑制鼠骨髓造血细胞的凋亡[13]。FL作为一种早期造血生长因子，其细胞外有5个CTG三倍体重复序列，此种序列也在许多种蛋白质中被观察到。在一些实验中，这些CTG三倍体的扩增与人类的一些疾病有关。所以，研究人的FL中这些重复序列是否具有多形性及此配体的扩增是否引起其生理学活性的改变将是很意义的。也有报道说，flt3受体广泛地表达在人急性白血病细胞上，探讨白血病的发生是否为一种自体机制及flt3受体的表达与细胞恶变的关系都是很有意义的。
[作者简介]程欣(1974-)，女，黑龙江大庆人，在读硕士研究生。
, 百拇医药
[参考文献]
[1]Williams D E,deVries P,Namen A E，et al.The Steel factor[J].Der Biol,1992,151(2)(368-72.
[2]Lyman S D,James L,Bos T V,et al. Molecular cloning of a ligand for the flt3/flk-2 tyrosine kinase receptor: a proliferative factor for primitive hematopoietic cells[J].Cell,1993,75(6)：1157-67.
[3]Lyman S D,Lames L,Johnson L,et al.Cloning of the human homologue of the murine flt3 ligand: a growth factor for early hematopoietic progenitor cells[J].Blood,1994,83(10)：2795-801.
, 百拇医药
[4]Papayannopoulou T,Nakamoto B,Andrews R G,et al.In vivo effects of Flt3/Flk2 ligand on mobilization of hematopoietic progenitors in primates and potent synergistic enhancement with granulocyte colony-stimulating factor[J].Blood,1997,90(2)：620-9.
[5]Krieger M S,Nissen C,Manz C Y,et al.The membrane-bound isoform of stem cell factor synergizes with soluble flt3 ligand in supporting early hematopoietic cells in long-term cultures of normal and aplastic anemia bone marrow[J].Exp Hematol,1998,26(5):365-73.
, 百拇医药
[6]Jacobsen S E,Okkengug C,Myklebust J,et al.The FLT3 ligand potently and directly stimulates the growth and expansion of primitive murine bone marrow progenitor cells in vitro: synergistic interactions with interleukin (IL) 11, IL-12, and other hematopoietic growth factors[J].J Exp Med,1995,181(4)：1357-63.
[7]Rusten L S,Lyman S D,Veiby O P,et al. The FLT3 ligand is a direct and potent stimulator of the growth of primitive and committed human CD34+ bone marrow progenitor cells in vitro[J].Blood,1996,87(4)：1317-25.
, 百拇医药
[8]Dooley D C,Xiao M,Oppenlander B K,et al.Flt3 ligand enhances the yield of primitive cells after ex vivo cultivation of CD34+ CD38dim cells and CD34+ CD38dim CD33dim HLA-DR+ cells[J].Blood,1997,90(10):3903-13.
[9]Hannum C,Culpepper J,Campbell D,et al. Ligand for FLT3/FLK2 receptor tyrosine kinase regulates growth of henatopoietic stem cells and is encoded by variant RNAs[J].Nature,1994,368(6472):643-51.
, 百拇医药 [10]Starzl T E,Demetris A J,Turase N,et al.The lost chord: microchimerism and allograft survival[J].Immunol Today,1996,17(12):577-84.
[11]Iyengar A R,Bonham C A,Antonysamy N A,et al. Striking augmentation of hematopoietic cell chimerism in noncytoablated allogeneic bone marrow recipients by FLT3 ligand and tacrolimus[J].Transplantation,1997,63(9):1193-9.
[12]Maciejenski J P,Selleri C,Sato T,et al. A severe and consistent deficit in marrow and circulating primitive hematopoietic cells (long-term culture-initiating cells) in acquired aplastic anemia[J].Blood,1996,88(6):1983-91.
[13]Veiby O P,Jacobsen F W,Cui L,et al. The flt3 ligand promotes the survival of primitive hemopoietic progenitor cells with myeloid as well as B lymphoid potential. Suppression of apoptosis and counteraction by TNF-alpha and TGF-beta[J].J Immunol,1996,157(7):2953-60.
[收稿日期]1999-11-01, http://www.100md.com
单位：(南京铁道医学院附属医院 血液科，江苏 南京 210009)
关键词：FL；造血细胞；细胞增殖；白血病
铁道医学000347 [摘要]FL是一种与造血调控密切相关的细胞因子，可协同其它造血因子促进原始干(祖)细胞的增殖与分化，在临床上有广阔的应用前景。
[中图分类号]R361+.3 [文献标识码]A
[文章编号]1001-0912(2000)03-0212-02
FL(flt3 ligand)同CSF-1(集落刺激因子-1)和SLF(干细胞因子)一样，也是酪氨酸激酶受体的配体,对造血细胞的增殖和分化起调节作用。FL与其他一些细胞因子协同，对早期造血干/祖细胞产生巨大的增殖效应。FL的受体fit3或fik-2于1991年被克隆成功，其结构与CSF-1和SLF受体有关联。FL在结构上与CSF-1和SLF相似[1]。
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1 FL基因及分子结构
鼠FL的cDNA.6C克隆含829个bp，696bp为开发式阅读框，5′端31bp和3′端102bp为非编码序列，其蛋白质N末端为27个氨基酸组成的信号肽，接下来是161个氨基酸组成的细胞外片段，22个氨基酸组成的跨膜片段，21个氨基酸组成的细胞内片段[2]。人FL的cDNA中有705bp的开放式阅读框，编码由235个氨基酸组成的型跨膜蛋白质，其N末端为26个氨基酸组成的信号肽，接着是156个氨基酸组成的细胞外区，23个氨基酸组成的跨膜区，30个氨基酸组成的细胞内区。5′端83bp和3′端321bp为非编码序列。通过Southern杂交可知，在氨基酸水平鼠和人FL序列有72%的同源性，在核苷酸的编码区有76%的同源性[3]。
FL在大小和结构上都与CSF-1和SLF相似，三者虽然在一级结构上有较大差异，但都为型膜转运糖蛋白，有一短的胞浆内区，细胞外都有4个保守的半胱氨酸残基。flt3属于酪氨酸激酶受体第Ⅲ家族，它和flk-2 在细胞外区接近C末端处只有两个氨基酸不同，且二者结合的配体相同，故认为flt3和flk-2是同基因的[2]。人FL的cDNA编码区有5个CTG的三倍体重复序列，存在于一个单肽中，编码5个连续的亮氨酸残基。这种多核苷酸的重复序列在许多蛋白质中存在，且在某些情况下与人类疾病有关。此外，CTG编码的多聚亮氨酸可在被称为保护性蛋白质及胎盘碱性磷酸酶中见到。FL的广泛表达是惊人的，而flt3受体只表达于早期造血细胞上[4]，这提示flt3受体表达的限制性是调节其配体-受体结构的主要因素。
, 百拇医药
2 FL的功能
FL是由骨髓基质产生的，具有可溶型和结合型两种形式，其活性型为可溶型[5]，但是其膜结合型并不是多余的。例如，在鼠Steel-Dicke突变体系中(sl/sd),因SCF编码位点膜结合段及胞浆内尾部的基因缺失而成为无膜结合型SCF鼠，尽管能造出可溶型SCF，但是会发生严重的贫血[5]。
FL作为一种早期造血生长因子，单独作用能增加原始造血细胞的生存，在较高浓度下，对绝大多数原始细胞克隆有促进其扩增的作用，而且在体外可以促进有限的较为成熟祖细胞的自我更新[6，7]。Flt3可单独导致骨髓CD34+祖细胞明显克隆形成，所观察到的克隆均为粒(或)单细胞型，但是对脐带血CD34+祖细胞无作用[3]。为了精确地证实哪群造血细胞对FL有反应，把CD34+细胞分为4个亚群，其中FL只对CD34+，CD38-，CD33-，HLA-DR+细胞群起作用[8]，说明FL的确是一种可以刺激早期造血细胞的生长因子。FL与Pixy321、IL-3及GM-CSF均有协同作用，且与Pixy321协同作用时集落大小增加。FL与红细胞生成素(EPO)、SLF均无协同作用。FL与IL-7联合应用可对14日龄鼠胎淋巴细胞的发育起调节作用[9]。FL与膜结合型SCF协同可对克隆形成祖细胞的生存和增殖产生巨大作用[5]。FL与GM-CSF协同比单独应用其中任何一种对造血祖细胞的动员都显著。被动员的祖细胞包括髓细胞样的、淋巴细胞样的、巨核细胞样的和破骨细胞来源的祖细胞，但爆式形成单位(BFU)只占很低一部分，且破骨细胞起源的祖细胞的动员只有在两种因子都存在的情况下才能成功[4]。
, 百拇医药
3 FL的临床应用
在同种异体器官移植的受体中，供者白细胞在受体组织中无限期的存在被解释为是移植了造血干细胞和祖细胞的证据。多种供者白细胞的微嵌合已被人们解释为是同种异体器官移植耐受的关键条件[10]。目前，关于人类器官移植中增加“自发微嵌合”研究的焦点集中在供者非修饰骨髓的应用。常规的免疫抑制治疗被认为可以促进供者细胞的存活及加速作为同种异体移植耐受基本条件的供者-受者白细胞的相互作用。在骨髓移植中的嵌合增强计划已被认可，而FL作为治疗性应用来增强嵌合性及提高供体-受体白细胞的相互作用方面将有
重要意义的。在研究微嵌合体的多种特性过程中，供者来源的树突状细胞(DC+)有着重要地位。DC祖细胞及其他供者起源的白细胞都在宿主免疫系统中表现出耐受基因的特性。研究表明，FL与tacro limus(一种免疫抑制剂)共同应用时，能明显地使受体淋巴组织中造血细胞嵌合性增加。可见，FL介导的嵌合性增强在同种移植物受体中显示出重要的功能特性[10]。
, 百拇医药
FL和SCF(干细胞因子)是在造血微环境中制造出来的，都有膜结合型和可溶型两种形式。SCF是已知最强的造血生长因子，而FL的可溶型和膜结合型协同在支持克隆形成祖细胞的生存和增殖方面产生巨大作用[5]。人们已经把这些因子用于一些骨髓增生低下患者造血祖细胞的体内和体外扩增。同正常骨髓中一样，FL主要刺激粒-单核祖细胞的生长。至今，体外研究表明，再障患者骨髓低克隆形成能力及低再生能力是由于缺乏具有长期培养初始化细胞生长特性的CD34+、CD38-原始造血祖细胞的缘故[12，13]。体外及临床前期研究表明，FL可引起干细胞的动员，骨髓移植患者及原发骨髓衰竭患者，如再障患者将从中受益。当然，与其他造血生长因子一样，FL同样不能逆转难治的终末阶段的再障患者疾病的进程，但是对于不是很严重的病人，其体内和体外自体干细胞扩增可提供有益的治疗[5]。
FL的特殊价值在于它能导致干细胞的存活和扩增而不是分化，因为分化可导致细胞死亡[5]。移植过程中的造血祖细胞的体内和体外扩增是研究的热点之一。这项研究的巨大收益在于促进移植和减少移植的危险性。FL可引起干细胞的动员，这对骨髓移植的患者和再障患者都是有益的。
, 百拇医药
4 展望
FL克隆成功为研究其功能提供了重要线索，对干细胞生理学的研究加快了FL在治疗上应用的步伐。FL是一种很有潜力的造血生长因子。虽然FL 单独应用对于动员造血祖细胞只产生很缓慢的动力学变化，但是，当与G-CSF联合应用时，就显示出强大的协同作用。FL在细胞动员和移植方面有很大的应用前景。FL还可在体外抑制鼠骨髓造血细胞的凋亡[13]。FL作为一种早期造血生长因子，其细胞外有5个CTG三倍体重复序列，此种序列也在许多种蛋白质中被观察到。在一些实验中，这些CTG三倍体的扩增与人类的一些疾病有关。所以，研究人的FL中这些重复序列是否具有多形性及此配体的扩增是否引起其生理学活性的改变将是很意义的。也有报道说，flt3受体广泛地表达在人急性白血病细胞上，探讨白血病的发生是否为一种自体机制及flt3受体的表达与细胞恶变的关系都是很有意义的。
[作者简介]程欣(1974-)，女，黑龙江大庆人，在读硕士研究生。
, 百拇医药
[参考文献]
[1]Williams D E,deVries P,Namen A E，et al.The Steel factor[J].Der Biol,1992,151(2)(368-72.
[2]Lyman S D,James L,Bos T V,et al. Molecular cloning of a ligand for the flt3/flk-2 tyrosine kinase receptor: a proliferative factor for primitive hematopoietic cells[J].Cell,1993,75(6)：1157-67.
[3]Lyman S D,Lames L,Johnson L,et al.Cloning of the human homologue of the murine flt3 ligand: a growth factor for early hematopoietic progenitor cells[J].Blood,1994,83(10)：2795-801.
, 百拇医药
[4]Papayannopoulou T,Nakamoto B,Andrews R G,et al.In vivo effects of Flt3/Flk2 ligand on mobilization of hematopoietic progenitors in primates and potent synergistic enhancement with granulocyte colony-stimulating factor[J].Blood,1997,90(2)：620-9.
[5]Krieger M S,Nissen C,Manz C Y,et al.The membrane-bound isoform of stem cell factor synergizes with soluble flt3 ligand in supporting early hematopoietic cells in long-term cultures of normal and aplastic anemia bone marrow[J].Exp Hematol,1998,26(5):365-73.
, 百拇医药
[6]Jacobsen S E,Okkengug C,Myklebust J,et al.The FLT3 ligand potently and directly stimulates the growth and expansion of primitive murine bone marrow progenitor cells in vitro: synergistic interactions with interleukin (IL) 11, IL-12, and other hematopoietic growth factors[J].J Exp Med,1995,181(4)：1357-63.
[7]Rusten L S,Lyman S D,Veiby O P,et al. The FLT3 ligand is a direct and potent stimulator of the growth of primitive and committed human CD34+ bone marrow progenitor cells in vitro[J].Blood,1996,87(4)：1317-25.
, 百拇医药
[8]Dooley D C,Xiao M,Oppenlander B K,et al.Flt3 ligand enhances the yield of primitive cells after ex vivo cultivation of CD34+ CD38dim cells and CD34+ CD38dim CD33dim HLA-DR+ cells[J].Blood,1997,90(10):3903-13.
[9]Hannum C,Culpepper J,Campbell D,et al. Ligand for FLT3/FLK2 receptor tyrosine kinase regulates growth of henatopoietic stem cells and is encoded by variant RNAs[J].Nature,1994,368(6472):643-51.
, 百拇医药 [10]Starzl T E,Demetris A J,Turase N,et al.The lost chord: microchimerism and allograft survival[J].Immunol Today,1996,17(12):577-84.
[11]Iyengar A R,Bonham C A,Antonysamy N A,et al. Striking augmentation of hematopoietic cell chimerism in noncytoablated allogeneic bone marrow recipients by FLT3 ligand and tacrolimus[J].Transplantation,1997,63(9):1193-9.
[12]Maciejenski J P,Selleri C,Sato T,et al. A severe and consistent deficit in marrow and circulating primitive hematopoietic cells (long-term culture-initiating cells) in acquired aplastic anemia[J].Blood,1996,88(6):1983-91.
[13]Veiby O P,Jacobsen F W,Cui L,et al. The flt3 ligand promotes the survival of primitive hemopoietic progenitor cells with myeloid as well as B lymphoid potential. Suppression of apoptosis and counteraction by TNF-alpha and TGF-beta[J].J Immunol,1996,157(7):2953-60.
[收稿日期]1999-11-01, http://www.100md.com