急性髓系白血病細(xì)胞與骨髓基質(zhì)細(xì)胞相互作用的研究進(jìn)展*

司君齊 綜述 田晨② 審校

急性髓系白血病（acute myeloid leukemia，AML）是一種血液系統(tǒng)惡性疾病[1]。近年來(lái)，盡管AML 治療取得了重大進(jìn)展，但仍有許多患者復(fù)發(fā)并死于該疾病[2]。骨髓微環(huán)境（bone marrow microenvironment，BMM）是骨髓中各種類(lèi)型細(xì)胞的復(fù)雜組合。AML 細(xì)胞誘導(dǎo)BMM 的各種細(xì)胞群發(fā)生變化，將正常的BMM 轉(zhuǎn)變?yōu)榘籽∥h(huán)境，破壞正常造血，對(duì)于白血病細(xì)胞存活和逃避化療藥物的殺傷作用至關(guān)重要[3]。骨髓基質(zhì)細(xì)胞（bone marrow stromal cells，BMSCs）是BMM 中的重要細(xì)胞成分，本文就白血病微環(huán)境中AML 細(xì)胞與BMSCs 相互作用進(jìn)行綜述，旨在為AML 的基礎(chǔ)研究及臨床治療提供思路。

1 BMSCs 生物特性

BMSCs 是骨髓中一類(lèi)非造血細(xì)胞的總稱(chēng)，是具有分泌、免疫調(diào)節(jié)和歸巢特性的細(xì)胞群體[4]。通過(guò)scRNA-seq 技術(shù)，可將小鼠BMSCs 進(jìn)一步細(xì)分為17個(gè)不同的細(xì)胞亞群，包括新的間充質(zhì)細(xì)胞亞群、周細(xì)胞亞群、成纖維細(xì)胞亞群和內(nèi)皮細(xì)胞亞群等[5]。BMSCs 可以通過(guò)細(xì)胞-細(xì)胞相互作用、細(xì)胞因子等方式調(diào)節(jié)造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞（hematopoietic stem and progenitor cells，HSPCs）自我更新和分化之間的平衡來(lái)調(diào)節(jié)造血。

2 BMSCs 與AML 相互作用

在白血病微環(huán)境中，BMSCs 受到AML 細(xì)胞的調(diào)控，將其重塑為支持AML 細(xì)胞生存和增殖的細(xì)胞群體。事實(shí)上，BMSCs 與AML 之間的作用是相互的：一方面，AML 細(xì)胞改變BMSCs 的生物特性；另一方面，轉(zhuǎn)變后的BMSCs 反過(guò)來(lái)促進(jìn)AML 細(xì)胞的增殖和生存，導(dǎo)致患者對(duì)化療藥物耐藥或復(fù)發(fā)。

2.1 AML 細(xì)胞對(duì)BMSCs 的作用

2.1.1 調(diào)控增殖與凋亡 Desbourdes 等[6]比較19 例初診AML 患者的BMSCs（AML-BMSCs）與正常供者的BMSCs（HD-BMSCs）發(fā)現(xiàn)，前者增殖能力降低，凋亡水平增加，細(xì)胞群體倍增時(shí)間更長(zhǎng)，雖然與診斷時(shí)的AML 特征（細(xì)胞遺傳學(xué)或腫瘤負(fù)荷）無(wú)關(guān)，但與患者年齡和較差的生存結(jié)局相關(guān)。AML-BMSCs 的增殖能力與CXCL12、THPO、ANGPT1 等表達(dá)呈正相關(guān)，與JAG1 表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。Corradi 等[7]將HD-BMSCs 與AML-BMSCs 在相同的條件下進(jìn)行接種和培養(yǎng)，從P1 至P5 的每次傳代中測(cè)定細(xì)胞計(jì)數(shù)，發(fā)現(xiàn)HDBMSCs 的數(shù)量在每次傳代時(shí)持續(xù)增加，而AML-BMSCs 的數(shù)量?jī)H在第一次傳代時(shí)略有上升，之后基本保持不變，提示AML-BMSCs 存在一些固有的增殖缺陷。但Azadniv 等[3]的研究表明，二者之間的凋亡率并無(wú)明顯差異。由于AML 異質(zhì)性較強(qiáng)，不同研究的結(jié)果并不一致。因此，仍需大量樣本進(jìn)行研究，以獲得一致性結(jié)果。

2.1.2 調(diào)控亞群變化 通過(guò)scRNA-seq 發(fā)現(xiàn)，在小鼠AML 發(fā)展進(jìn)程中，BMSCs 中骨系細(xì)胞（osteolineage cells，OLCs）、骨髓內(nèi)皮細(xì)胞（bone marrow-derived endothelial cells，BMECs）、軟骨細(xì)胞和成纖維細(xì)胞等關(guān)鍵亞群發(fā)生顯著變化，AML 細(xì)胞可下調(diào)瘦素受體（leptin receptor，LEPR）-MSCs 和OLCs 中調(diào)控分化通路的分子，破壞分化過(guò)程[5]。通過(guò)了解AML細(xì)胞對(duì)BMSCs 的影響，可對(duì)AML 白血病微環(huán)境的形成有更為詳盡的認(rèn)識(shí)，并為開(kāi)發(fā)針對(duì)BMSCs 的靶向治療提供理論基礎(chǔ)。

2.2 BMSCs 對(duì)AML 的作用

AML 細(xì)胞可通過(guò)多種機(jī)制誘導(dǎo)BMSCs 功能發(fā)生變化，轉(zhuǎn)變后的BMSCs 將正常的造血細(xì)胞生態(tài)位轉(zhuǎn)變?yōu)樵试S白血病細(xì)胞生長(zhǎng)并擾亂正常造血的白血病微環(huán)境，促進(jìn)AML 細(xì)胞的增殖和生存，并介導(dǎo)耐藥[8-9]。

2.2.1 配體-受體作用 BMSCs 與AML 細(xì)胞共培養(yǎng)后，AML 細(xì)胞中MCL-1 表達(dá)升高，使得AML 細(xì)胞向BMSCs 的遷移和黏附能力增強(qiáng)，MCL-1 抑制劑AZD5991 可有效抑制AML 細(xì)胞線粒體活性氧（reactive oxygen species，ROS）的產(chǎn)生，減少AML 細(xì)胞遷移及其與BMSCs 的黏附[10]。此外，BMSCs 可分泌透明質(zhì)酸（hyaluronic acid，HA），與AML 細(xì)胞表面CD44 結(jié)合，介導(dǎo)AML 細(xì)胞歸巢，CD44 抗體可抑制HA 誘導(dǎo)的黏附能力增強(qiáng)[11]。

Abdul-Aziz 等[12]研究發(fā)現(xiàn)，將BMSCs 與AML共培養(yǎng)后，AML 細(xì)胞中巨噬細(xì)胞移動(dòng)抑制因子（macrophage migration inhibitory factor，MIF）的表達(dá)升高，MIF 與BMSCs 上的CD74 結(jié)合后激活BMSCs 的PKCβ 信號(hào)通路，使BMSCs 分泌更多促炎因子IL-8，與AML 細(xì)胞上CXCR1 或CXCR2 結(jié)合，促進(jìn)AML細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖。CXCR2 拮抗劑SB225002 可誘導(dǎo)AML 細(xì)胞停滯在G0/G1 期并降低Akt 磷酸化來(lái)抑制信號(hào)通路的激活，阻礙其增殖及存活[13]。

AML 細(xì)胞通過(guò)上調(diào)BMSCs 中p16INK4a 的表達(dá)而誘導(dǎo)其衰老。衰老后的BMSCs 反過(guò)來(lái)促進(jìn)AML 細(xì)胞的存活和增殖，在體內(nèi)選擇性消除衰老的BMSCs 可提高AML 小鼠的存活率[14]。

組織型基質(zhì)金屬蛋白酶抑制因子1（tissue inhibitor of metalloproteinase-1，TIMP-1）是炎癥家族的一員，AML 患者血漿TIMP-1 水平明顯升高，可促進(jìn)AML細(xì)胞的增殖和遷移[15]。AML 來(lái)源的BMSCs 中TGFβ1 高表達(dá)，下調(diào)TGF-β1 可抑制AML 細(xì)胞中基質(zhì)細(xì)胞誘導(dǎo)的乙醛脫氫酶2（aldehyde dehydrogenase 2，ALDH2）活性，從而提高AML 細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性。因此，可以通過(guò)阻斷TGF-β1/ALDH2 途徑殺死AML 細(xì)胞，提高AML 患者的生存[16]。

2.2.2 間隙連接 間隙連接（gap junctions，Gjs）是一種介導(dǎo)相鄰細(xì)胞間傳遞信號(hào)的特殊結(jié)構(gòu)，由連接蛋白質(zhì)（connexin，Cx）構(gòu)成[17]，Cx43 和Cx45 可介導(dǎo)BMSCs 分泌功能性CXCL12，促進(jìn)AML 細(xì)胞歸巢[18]。AML 細(xì)胞中Cx25、Cx31.9 和Cx59 高表達(dá)，且這3種Cxs 的表達(dá)不受AML 細(xì)胞遺傳學(xué)或分子狀態(tài)的影響。Cxs 作為調(diào)控因子，介導(dǎo)AML 與BMSCs 之間的接觸，保護(hù)AML 細(xì)胞免受化療藥物的殺傷。CBX 是一種Gjs 阻斷劑，可以降低AML 細(xì)胞對(duì)BMSCs 的黏附作用，并阻斷其對(duì)AML 細(xì)胞的保護(hù)作用，提高AML 細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，CBX 提高了白血病小鼠的存活率，并限制了白血病細(xì)胞在肝和脾中的侵襲[19]。

目前，關(guān)于Gjs 介導(dǎo)AML 與BMSCs 相互作用的研究并不多，但CBX 可在不影響正常造血的情況下，降低BMSCs 介導(dǎo)的AML 細(xì)胞耐藥，是未來(lái)研究的方向。

2.2.3 細(xì)胞外囊泡 細(xì)胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）是指由細(xì)胞釋放的具有膜結(jié)構(gòu)的囊泡。根據(jù)其直徑和發(fā)生方式的不同，分為4 個(gè)亞群：外泌體、微泡、凋亡小體和癌小體[20]。AML 患者血漿中EVs均處于較高水平。此外，EVs 中miRNA 含量可以預(yù)測(cè)AM 患者復(fù)發(fā)和死亡風(fēng)險(xiǎn)[21]。

除了參與腫瘤細(xì)胞間的信息交流，EVs 還在腫瘤細(xì)胞與基質(zhì)細(xì)胞間進(jìn)行信息傳遞。AML 細(xì)胞來(lái)源的EVs 轉(zhuǎn)移到BMSCs 后，上調(diào)了IL-8 表達(dá)，促進(jìn)AML細(xì)胞對(duì)依托泊苷耐藥[22]。BMSCs 來(lái)源的外泌體可誘導(dǎo)AML 細(xì)胞中S100A4 mRNA 的上調(diào)，增加AML細(xì)胞的干細(xì)胞特性及遷移和侵襲能力，使其對(duì)化療藥物耐藥，表明S100A4 是AML 的潛在治療靶點(diǎn)，并受外泌體的調(diào)節(jié)[23]。RT-qPCR 表明，AML-BMSCs 來(lái)源的外泌體中MIR155 和MIR375 水平較AML-BMSCs 明顯升高[24]。也有研究發(fā)現(xiàn)，BMSCs 來(lái)源的外泌體Hsa-miR-124-5p 含量增加，導(dǎo)致G0/G1 期細(xì)胞比例增加，抑制AML 細(xì)胞增殖，促進(jìn)其凋亡[25]。AMLBMSCs 來(lái)源外泌體中的miR-23b-5p 通過(guò)與TRIM14的3'UTR 區(qū)域結(jié)合，抑制其表達(dá)，顯著促進(jìn)AML 細(xì)胞的凋亡[26]。

BMSCs 衍生的外泌體可作為AML 潛在的治療靶標(biāo)。BMSCs 通過(guò)外泌體傳遞miR-222-3p，負(fù)調(diào)控IRF2/INPP4B 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，抑制AML 細(xì)胞增殖，促進(jìn)其凋亡[27]。BMSCs 衍生的外泌體miR-425-5p 通過(guò)靶向WTAP 抑制AML 細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移，并誘導(dǎo)AML 細(xì)胞的凋亡[28]。目前，EVs 作為載體如何介導(dǎo)AML 細(xì)胞產(chǎn)生耐藥的研究甚少，未來(lái)需要更多的研究探索EVs 在白血病耐藥方面的機(jī)制。

2.2.4 代謝重編程 大多數(shù)癌細(xì)胞通過(guò)有氧糖酵解進(jìn)行代謝，但腫瘤干細(xì)胞或耐藥細(xì)胞則更依賴(lài)線粒體氧化磷酸化（oxidative phosphorylation，OXPHOS），從而發(fā)生代謝重編程，以滿(mǎn)足AML 中高能量物質(zhì)的代謝需求。Nestin 為第Ⅵ類(lèi)中間絲蛋白家族成員，在癌細(xì)胞中的表達(dá)與腫瘤生長(zhǎng)、侵襲和化療抵抗等惡性表型相關(guān)，其表達(dá)增高可體現(xiàn)腫瘤的惡性程度。

與正常人相比，AML 患者骨髓活檢組織中Nestin表達(dá)增加4～5 倍。AML 患者和小鼠的BMSCs 中Nestin 高表達(dá)，與HD-BMSCs 相比，其自我更新能力更強(qiáng)，對(duì)HSC 的支持作用也更強(qiáng)。Nestin+BMSCs 通過(guò)增強(qiáng)三羧酸循環(huán)（tricarboxylic acid cycle，TCA）和OXPHOS 促進(jìn)白血病干細(xì)胞（leukemia stem cells，LSC）能量代謝。與Nestin+BMSCs 共培養(yǎng)的AML 細(xì)胞經(jīng)阿糖胞苷處理后ROS 水平降低，谷胱甘肽水平升高，說(shuō)明其可增強(qiáng)LSC 的抗氧化能力，介導(dǎo)化學(xué)抵抗[9]。此外，線粒體可通過(guò)內(nèi)吞作用從BMSCs 轉(zhuǎn)移至AML細(xì)胞內(nèi)，為其提供額外能量，且這種轉(zhuǎn)移在化療后增加，使AML 細(xì)胞更易存活，靶向二者之間的線粒體轉(zhuǎn)移很有可能成為未來(lái)AML 的治療靶點(diǎn)[29]。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

BMSCs 與AML 細(xì)胞相互作用后，創(chuàng)造有利于AML 細(xì)胞生存的條件，從而促進(jìn)疾病進(jìn)展，在白血病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用。未來(lái)研究的方向是針對(duì)多種微環(huán)境依賴(lài)機(jī)制的協(xié)同治療，從而更有效地控制AML 的進(jìn)展和復(fù)發(fā)。明確二者之間作用，為解決AML 疾病進(jìn)展、復(fù)發(fā)提供新的方法和策略。