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作者与机构
本研究由Jingying Cheng、Ying Li、Shiqi Liu、Yajing Jiang、Jiao Ma、Li Wan、Qinghua Li和Tianxiang Pang共同完成，作者均来自中国医学科学院和北京协和医学院的实验血液学国家重点实验室。该研究发表于《FASEB Journal》2019年第33期。

学术背景
本研究的主要科学领域是急性髓系白血病（AML）的发病机制及其与骨髓微环境的相互作用。AML是一种异质性克隆性疾病，其特征是造血干/祖细胞的过度增殖和未成熟髓系细胞的积累，导致骨髓造血功能受损。尽管化疗和造血干细胞移植有所进展，但许多患者仍会复发或对初始治疗产生耐药性，导致较高的死亡率和较短的总体生存期。研究表明，白血病细胞与骨髓微环境之间的相互作用，尤其是与骨髓间充质基质细胞（BM-MSCs）的交流，可能在AML的发病机制、化疗耐药性和复发中起关键作用。CXCL8（C-X-C motif chemokine ligand 8，C-X-C基序趋化因子配体8）是一种趋化因子，在多种肿瘤中与肿瘤发生、血管生成和化疗耐药性相关。然而，CXCL8在AML骨髓微环境中的作用尚未完全阐明。因此，本研究旨在探讨BM-MSCs分泌的CXCL8在AML细胞生存和增殖中的作用及其潜在机制。

研究流程
研究分为以下几个步骤：
1. CXCL8表达水平的检测
- 研究对象：从32名健康供者和86名AML患者中分离的BM-MSCs和单核细胞（MNCs）。
- 实验方法：通过实时定量PCR（qPCR）和ELISA检测CXCL8的mRNA和蛋白表达水平。
- 数据分析：比较AML患者和健康供者BM-MSCs中CXCL8的表达差异。

1. 共培养实验

   • 研究对象：AML细胞系（HL60和THP1）与BM-MSCs共培养。
     
   • 实验方法：比较共培养与单独培养条件下CXCL8的表达水平。
     
   • 数据分析：通过qPCR和ELISA检测CXCL8的表达变化。
     

2. CXCL8/CXCR2轴的功能研究

   • 研究对象：CXCL8敲低的HL60和THP1细胞与BM-MSCs共培养。
     
   • 实验方法：使用CXCR2抑制剂SB225002（SB）阻断CXCL8与CXCR2的结合，检测细胞增殖、细胞周期和凋亡。
     
   • 数据分析：通过MTT实验、流式细胞术和Western blot分析细胞增殖、周期和凋亡相关蛋白的表达。
     

3. PI3K/AKT信号通路的研究

   • 研究对象：AML细胞系与BM-MSCs共培养。
     
   • 实验方法：使用PI3K/AKT抑制剂Wortmannin处理细胞，检测细胞增殖、周期和凋亡。
     
   • 数据分析：通过Western blot检测AKT磷酸化水平，分析PI3K/AKT信号通路在CXCL8介导的AML细胞生存中的作用。
     

4. 数据整合与统计分析

   • 使用SPSS软件进行统计分析，所有数据以均值±标准误表示，采用t检验和ANOVA进行组间比较。

主要结果
1. CXCL8在AML患者BM-MSCs中高表达
- AML患者BM-MSCs中CXCL8的mRNA和蛋白表达水平显著高于健康供者。
- 共培养实验显示，AML细胞与BM-MSCs共培养后CXCL8表达显著增加。

1. CXCL8/CXCR2轴促进AML细胞增殖并抑制凋亡

   • 抑制CXCL8/CXCR2结合显著降低AML细胞的增殖和集落形成能力，并诱导细胞周期阻滞和凋亡。
     
   • Western blot结果显示，CXCR2抑制后，Cyclin D1和Cyclin E表达下调，促凋亡蛋白表达上调。
     

2. 外源性CXCL8促进AML细胞生存

   • 添加外源性重组人IL-8（rhIL-8）显著增加CXCL8敲低细胞的增殖和集落形成能力，并降低凋亡率。
     

3. CXCL8通过PI3K/AKT信号通路发挥作用

   • PI3K/AKT抑制剂Wortmannin处理显著降低AML细胞的增殖和集落形成能力，并增加凋亡率。
     
   • Western blot结果显示，CXCL8通过激活PI3K/AKT信号通路维持AML细胞的生存。
     

结论
本研究表明，BM-MSCs是AML骨髓微环境中CXCL8的主要来源，CXCL8通过激活PI3K/AKT信号通路促进AML细胞的生存和增殖。阻断CXCL8/CXCR2相互作用可能是一种有潜力的AML治疗策略。

研究亮点
1. 重要发现
- 首次系统阐明了BM-MSCs分泌的CXCL8在AML细胞生存和增殖中的关键作用。
- 揭示了CXCL8通过PI3K/AKT信号通路介导其促白血病效应的分子机制。

1. 方法创新

   • 采用CXCL8敲低细胞和CXCR2抑制剂，排除了自分泌CXCL8的干扰，突出了BM-MSCs分泌的CXCL8的旁分泌作用。
     
   • 结合共培养实验和信号通路抑制剂，全面解析了CXCL8的功能机制。
     

2. 研究意义

   • 为AML的治疗提供了新的靶点，即CXCL8/CXCR2轴和PI3K/AKT信号通路。
     
   • 为理解AML骨髓微环境在白血病发生和化疗耐药性中的作用提供了新的视角。
     

其他有价值的内容
本研究还探讨了CXCL8在AML不同疾病阶段表达水平的动态变化，为进一步研究CXCL8在AML进展中的作用提供了基础。此外，研究结果提示，针对CXCL8/CXCR2轴的靶向治疗可能对AML患者具有选择性，避免对正常细胞的毒性作用。