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骨髓增生异常综合征(MDS)是一种异质性的克隆性造血疾病，其特征是造血无效，尽管骨髓细胞数量过高，但仍导致难治性细胞减少，并在单个或多个谱系中出现形态和功能异常[1,2]。中性粒细胞数量和功能的减少与感染的高死亡率相关[3,4]。然而，无效造血的分子基础在很大程度上还不清楚。由于中位诊断年龄为65-70岁，照射和抗癌药物治疗可导致MDS[5]，因此认为衰老和基因毒性应激参与了MDS的发生。

我们最近发现Rho GTPase家族成员Rac1的减少，以及另一个Rho GTPase成员Cdc42的两个激活因子DOCK8和FGD4的减少，导致MDS[6]中中性粒细胞迁移受损。Western blotting在健康个体中定量的平均表达水平为1.0时，MDS中性粒细胞中的Rac1、DOCK8和FGD4水平分别为0.61 - 1.16、0.13 - 0.47和0.28 - 1.11。

Rho GTPase家族是一组细胞内信号蛋白，调控许多重要的细胞功能，包括转录、存活、粘附和细胞骨架重组[7]。大多数Rho GTPases通过上游鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEFs)从无活性的gtp结合形式转换为有活性的gtp结合形式。在22个Rho GTPase成员中，Rac1和Cdc42已被广泛研究。最近的小鼠模型研究表明，衰老与造血干细胞中Cdc42活性的升高有关，这诱导了偏向骨髓的造血干细胞相对于偏向淋巴的造血干细胞的相对扩张，降低了生存、粘附和造血干细胞[8]的移植。因此，我们推测DOCK8和FGD4的减少，而不是Rac1的减少，通过Cdc42活性的衰减来影响MDS患者的血细胞计数。

通过蛋白质印迹对来自10MDS患者分离的中性粒细胞分离的10MDS患者，FGD4和RAC1进行定量。然后，我们分析它们的表达水平是否与四种血液学参数中的任何一种相关：白细胞计数，中性粒细胞计数;血红蛋白浓度，外周血中的血小板计数。

如表1所示，DOCK8和FGD4水平与检测的任何血液学参数均无显著相关性。血液中性粒细胞计数与Rac1呈显著正相关(r = 0.745, p < 0.05)。其他血液学参数，包括白细胞总数，与Rac1水平无关。这一结果提出了几个问题:(1)低Rac1表达是否导致MDS患者中性粒细胞减少;(2)中性粒细胞中Rac1低表达的后果是什么;(3)如果在造血干细胞和祖细胞中Rac1下调，Rac1下调如何影响造血;(4)是什么决定了MDS中性粒细胞中Rac1蛋白的水平。

表1．相关系数

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	中性粒细胞计数	白细胞计数	血红蛋白浓度	血小板计数
DOCK8	-0.482 （p= 0.133)	-0.326 （p= 0.328）	-0.099 （p= 0.771)	0.411 （p= 0.209)
FGD4	-0.072 （p= 0.844）	-0.030 （p= 0.934)	0.046 （p= 0.899)	0.373 （p= 0.289)
Rac1	0.745 （p= 0.013)	0.564 （p= 0.089)	0.441 （p= 0.202)	0.183 （p= 0.614）

在MDS中，尽管Rac1不是中性粒细胞从骨髓释放的单一决定因素，但中性粒细胞从骨髓释放可能依赖于Rac1。到目前为止，使用显性负突变体或基因靶向Rac1的研究尚未证实中性粒细胞减少，而中性粒细胞的F-actin聚合和趋化性降低已经观察到[9]。有趣的是，其他中性粒细胞减少性疾病是否也表现出中性粒细胞中Rac1水平与循环中其计数之间的相关性。

中性粒细胞向骨髓的归巢也可能被中性粒细胞中Rac1的减少所抑制。最近的研究揭示了cxc4介导的中性粒细胞稳态作用[10,11]。与刚从骨髓释放出来的中性粒细胞相比，老化的中性粒细胞增加CXCR4的表达，CXCL12的受体允许它们从血液归巢到骨髓。老年中性粒细胞的浸润降低了造血生态位的大小和功能，导致骨髓巨噬细胞吞噬祖细胞并激活肝脏X受体[10]。CXCR4和CXCL12相互作用引发的迁移是通过Rac1[12]介导的;因此，循环中中性粒细胞的减少和中性粒细胞中Rac1的下调都可能抑制中性粒细胞归巢，从而减轻祖细胞的释放，增加骨髓中的细胞数量。

如果造血干细胞和祖细胞中的RAC1水平与中性粒细胞中的那些平行，则会影响骨髓中造血细胞的遗传毒性应激响应。RAC1是应激活化蛋白激酶（SAPK / JNK），P38激酶和细胞外调节激酶（ERK）以及许多转录因子的关键调节剂，包括NF-KB和AP1 [13-15]。虽然DNA损伤后的DNA双链损伤是细胞类型和遗传毒剂特异性的，但已经报道了RAC1在DNA损伤响应（DDR）中的各种作用。RAC1增强蒽环酰胺与靶拓扑异构酶II的结合，导致DSB形成和心肌细胞中DDR的激活[16]。在暴露于蒽环虫的肝细胞中，没有RAC1增强的GH2AX水平，雌激蛋白酶等TGF-B和衰老标志物P16，而急性毒性被减轻[17]。在MDS中观察到的DDR标记的异源性细胞的衰老相关特征[18,19]可能与RAC1表达不充分的表达有关。

影响中性粒细胞中Rac1表达的调节剂尚未完全理解。已知的负调节剂之一是miR-155。我们之前报道的MiR-155在约三分之二的MDS患者[20]的中性粒细胞中增加，并且miR-155的过表达抑制了Rac1水平[6]。然而，MDS-155和RAC1之间的相关性在MDS患者中没有统计学意义[6]，表明其他RAC1调节剂的参与。另一方面，最近的一项研究表明miR-25是Rac1 [21]的阳性调节剂。先前显示在从MDS骨髓中分离的单核细胞中显示的miR-25的异常表达可能有助于降低RAC1。

RAC1减少对中性粒细胞的功能的相关性作为造血稳态调节剂和粒细胞造粒虫可能是了解MDS中造成造血的机制的重要点。

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