HCMV regulation of host cell signaling and cytokines in myelosuppression

项目5：项目摘要： -- 人类巨细胞病毒感染(HCMV)仍然是导致造血系统疾病后发病率和死亡率的重要原因。 干细胞移植技术(HSCT)和实体器官移植技术(SOT)是临床上常见的一种治疗方法。 在HSCT患者或SOT患者中，HCMV感染的主要表现是骨髓抑制。 抗病毒药物更昔洛韦的使用与大量的红细胞减少症有关，这可能会增加继发性心脏病的风险。 细菌感染或真菌感染需要一定的生长因子来支持或减少输血产品的使用。 明确了骨髓抑制的临床相关性与移植受者合并HCMV感染有关，目前尚不清楚具体原因。 关于巨细胞病毒感染抑制正常造血的作用机制(S)，尚未见文献报道。 通过抑制造血祖细胞(HPC)的直接和间接感染而抑制造血功能。 HPC感染后对支持造血的微环境的影响。 我们已经使用了一个完全人性化的小鼠模型，在体内概述了人巨细胞病毒对骨髓抑制的作用。 进一步的研究表明，无论是在体外实验中，还是在体内模型中，受感染的CD34+造血干细胞的数量都在不断增加。 增加了骨髓抑制的严重程度，并减少了来自受感染的CD34+造血干细胞的培养上清液，而不是。 在模拟感染的HPC中，它抑制骨髓生成。此外，项目1、2、3和4已经发现了新的病毒表面蛋白。 而miRNAs可以直接改变信号转导，也可以在体外促进或抑制造血。因此，我们需要。 假设人巨细胞病毒感染后，细胞内信号转导和细胞因子分泌重新编程，导致病毒感染。 抑制造血的微环境，有助于改善临床骨髓抑制和造血功能。 失败。为了测试我们的假设，我们应该提出一种新的系统和方法来定义细胞信号转导和细胞因子的新变化。 分泌是指在体外实验中使用药物，在体内模型中使用药物。我们建议遵循以下两个具体的目标。具体的目标是1。如何使用。 在体外，HCMV感染CD34+的HPC是否调节造血？我们假设HCMV具有抑制作用。 CD34+刺激HPC的分化是通过改变其感染细胞中的信号转导和分泌信号来实现的。具体的治疗目标是2。它是如何做到的。 人巨细胞病毒能调节体内的造血功能吗？我们可以假设，人巨细胞病毒的感染会改变人的体内微环境。 造血在宿主机体中起作用。针对3.与人巨细胞病毒相关的主要分子生物学特征是什么？ 骨髓抑制发生在HSCT患者和SOT患者中？我们假设是HCMV介导的细胞因子发生变化。 分泌物会阻碍HSCT患者和SOT患者的造血重建过程。 影响：综合来看，我们的项目为我们提供了一个独特的机会，使我们能够取得前所未有的进步。 在我们对巨细胞病毒介导的骨髓抑制的机制和基础的进一步了解中，这一进步是必要的。 在中国最先进的HhuBLT小鼠模型的最新开发技术和病毒宿主的技术识别技术的推动下。 相互作用影响着造血系统，是预测疾病的细胞因子和分子生物学信号的关键因素。

PROJECT 5 PROJECT SUMMARY    Human  cytomegalovirus  (HCMV)  remains  a  significant  cause  of  morbidity  and  mortality  after  Hematopoietic  Stem  Cell  Transplantion  (HSCT)  and  Solid  Organ  Transplantation  (SOT).  A  commonly  encountered  clinical  manifestation  of  HCMV  infection  in  the  HSCT  or  SOT  recipient  is  myelosuppression.  HCMV  reactivation  and  use  of  the  antiviral  ganciclovir  is  associated  with  a  number  of  cytopenias  that  increase  the  risk  of  secondary  bacterial  or  fungal  infections  and  require  growth  factor  support  or  transfusion  of  blood  products.  Despite  the  clear  clinical  relevance  of  myelosuppression  to  the  transplant  recipient  with  HCMV  infection,  little  is  known  about  the  mechanism(s)  by  which  HCMV  infection  inhibits  normal  hematopoiesis.  HCMV  has  been  shown  to  inhibit  hematopoiesis  by  the  direct  infection  of  hematopoietic  progenitor  cells  (HPCs)  and  indirectly  by  the  effect of infected HPCs on the microenvironment supporting hematopoiesis.   We  have  recapitulated  HCMV  myelosuppression  in  vivo  using  a  humanized  mouse  model.  We  further show in both in vitro and in vivo models that the addition of increasing numbers of infected CD34+ HPCs  increases  the  degree  of  myelosuppression  and  that  supernatant  from  infected  CD34+  HPCs,  as  opposed  to  mock-­infected  HPCs,  suppresses  myelopoiesis.  Further,  Projects  1,  2,  3  and  4  have  identified  viral  proteins  and miRNAs that directly alter signaling and either promote or suppress hematopoiesis in vitro. Therefore, we  hypothesize  that  HCMV  infection  reprograms  signaling  and  cytokine  secretion  in  infected  cells  resulting  in  a  microenvironment that inhibits hematopoiesis and contributes to clinical myelosuppression and hematopoietic  failure. To test our hypothesis, we propose a systems approach to define the changes in signaling and cytokine  secretion using both in vitro and in vivo models. We propose the following specific aims. Specific Aim 1.  How  does HCMV infection of CD34+ HPCs in vitro regulate hematopoiesis? We hypothesize that HCMV suppresses  CD34+  HPC  differentiation  by  altering  signaling  and  secretion  in  the  infected  cell.  Specific  Aim  2.  How  does  HCMV  regulate  hematopoiesis  in  vivo?  We  hypothesize  that  HCMV  infection  alters  the  microenvironment  for  hematopoiesis in the host organism. Specific Aim 3.  What are the molecular signatures associated with HCMV  myelosuppression  in  HSCT  and  SOT  patients?  We  hypothesize  that  HCMV-­mediated  changes  in  cytokine  secretion impede hematopoietic reconstitution in HSCT and SOT patients.   IMPACT: Taken together, our project provides a unique opportunity to make unprecedented advancements  in  our  understanding  of  the  mechanistic  basis  of  HCMV-­mediated  myelosuppression.  This  advancement  is  driven  by  the  development  of  the  state-­of-­the-­art  huBLT  mouse  model  and  the  identification  of  virus-­host  interactions impacting hematopoiesis and the key cytokine and molecular signatures that predict disease.