本课题组既往研究显示，白血病细胞本身以及治疗性干预（如化疗、aGVHD）所致异常造血微环境通过多种途径影响正常造血干/祖细胞（HSC/HPC）的数量和功能。如何选择性提高白血病环境中正常HSC/HPC的数量和功能，是通过治疗使白血病获得长期缓解的关键，而国内外的研究还处于起步阶段。本课题围绕白血病治疗过程中造血微环境、HSC/HPC及白血病细胞共同构成的整体网络，通过多种白血病模型，并结合临床标本，采用干细胞生物学及高通量技术，研究白血病化疗过程中以及aGVHD状态下，HSC/HPC、白血病细胞、造血龛细胞的结构功能转变及三者之间相互影响，HSC/HPC和白血病细胞在频数和功能上的消长关系及其对白血病治疗效果的影响，与课题一、二共同进行数学建模，探索与预后相关的临床指标，并与课题四共同进行表达谱或信号转导通路的分析，验证在白血病模型研究中的发现，为临床开展分子靶向疗法奠定基础。

本课题立足于造血微环境、造血干祖细胞（HSC/HPC）及白血病细胞共同构成的整体网络，通过多种白血病模型，并结合临床标本，研究了在化疗、造血干细胞移植等针对白血病的治疗性干预下，HSC/HPC、白血病细胞、造血龛细胞的结构功能转变、三类细胞间相互关系及其对白血病治疗效果的影响：（1）将流式细胞术与荧光免疫原位杂交技术结合，形成F-FISH法，在伴可重现分子遗传学异常的急性髓细胞白血病临床病例中，可通过多时间点分析白血病起始细胞（LIC）和造血干细胞（HSC）二者在频数和功能上的消长关系，预测疾病转归，较形态学、细胞遗传学以及分子遗传学更早地发现白血病复发趋势，为后期临床提出预警。（2）通过构建的携带特异分子学标记的白血病小鼠化疗模型，绘制出药物剂量-残留白血病细胞数量-发病/生存时间的相关数学曲线，阐明细胞周期及干细胞功能基因的调控改变，有力证实了正常LT-HSC与ST-HSC在化疗后较白血病细胞具有增殖优势、越早期对化疗耐受性越强，是现代白血病化疗能够成功的理论基石，而白血病细胞增殖速度高于正常造血干/祖细胞的动力学演变，可能是部分白血病对化疗耐药的原因。（3）构建了半相合急性移植物抗宿主病（aGVHD）小鼠模型，在aGVHD发生的多时间点分析供体来源HSC在宿主外周血和/或骨髓中的生物学变化，发现了MEP的分化障碍及其潜在的分子机制，分化偏倚发生在CMP阶段，这是导致骨髓型aGVHD全血细胞减少的主要原因，而环孢素A通过抑制T细胞增殖可起到纠正作用。在此aGVHD模型基础上，研究aGVHD各阶段间充质干细胞、骨内皮细胞、窦内皮细胞及Nestin+细胞等骨髓微环境组分细胞的生物学改变，显示供体CD4+T细胞介导的杀伤，造成多种骨髓微环境组分细胞凋亡增加、功能缺陷，亦影响其对供体细胞容纳、造血支持作用，引起骨髓型aGVHD。而应用抑制性免疫分子ICOS修饰的间充质干细胞，可能起到改善aGVHD的作用。（4）设计合成靶向白血病干细胞的半萜类化合物并完成其在NOD/SCID人鼠嵌合白血病模型中的筛选及活性测定，并在研究过程中建立了包括单细胞体外培养，单细胞移植，单细胞PCR及基因分析在内的技术平台，同时发现抗氧剂NAC可优化人HSCs在NOD/SCID小鼠体内的植入。