《BMC Cancer》:Establishment of CD34?+?hematopoietic stem cell-derived xenograft model of hyperleukocytic acute myeloid leukemia
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高白细胞急性髓系白血病(HLL)早期死亡率高、治疗困难,相关研究处于起步阶段,HLL 患者来源的异种移植(PDX)模型开发受限。武汉大学中南医院研究人员构建 HLL 的 PDX 模型,成功建立 CD34+造血干细胞源异种移植模型,为相关研究提供有力工具。
高白细胞急性髓系白血病(Hyperleukocytic acute myeloid leukemia,HLL)是白血病中极为凶险的亚型,患者外周血白细胞计数常常超过 50 - 100×10
9/L。大量异常增殖的白细胞就像一群失控的 “坏家伙”,不仅让血液变得黏稠,还会引发白细胞淤滞,进而侵犯肺、肝、中枢神经系统等多个重要器官。患者往往面临着极为严峻的预后,早期死亡率高达 40% ,多种致命并发症让病情雪上加霜。传统的白血病小鼠模型大多通过移植永生化细胞系构建,然而这些细胞系在培养过程中会 “变味”,发生表型改变,无法真实呈现 HLL 的疾病状态,使得研究人员难以深入了解 HLL 的复杂机制,寻找有效治疗方法更是困难重重。
为了攻克这一难题,武汉大学中南医院的研究人员挺身而出。他们利用严重免疫缺陷的 NOD.CB17 - Prkdcscid Il2rgtml/Bcgen(B - NSG)小鼠,致力于构建 HLL 模型。最终成功建立了 CD34+造血干细胞源的 HLL 异种移植模型,这一成果发表在《BMC Cancer》上,为 HLL 的研究带来了新的曙光。
研究人员开展此项研究时,采用了多种关键技术方法。从武汉大学中南医院新诊断的 HLL 患者处收集白血病细胞,分离外周血单个核细胞(PBMCs)和骨髓来源细胞。运用 CD34 微珠试剂盒分离 CD34+细胞,将不同来源的细胞注入经不同剂量 X 射线照射的 B - NSG 小鼠构建模型。通过常规血液检查、涂片分析、骨髓活检、流式细胞术、RNA 提取及定量实时 PCR(qPCR)检测、NRAS 突变分析等技术对模型进行评估 。
研究结果如下:
- 构建基于患者 PBMCs 的 HLL 模型:将患者 PBMCs 注入 B - NSG 小鼠构建模型,2.5 Gy 照射组小鼠体重下降,存活时间短;非照射组小鼠白细胞计数最高可达 37.35×109/L,血液、骨髓中可检测到白血病细胞,且免疫表型分析显示 hCD45+、hCD15+和 hCD33+细胞比例增加,肝脏和脾脏有大量白血病细胞浸润,表明该模型成功建立。
- 构建基于患者骨髓来源细胞的 HLL 模型:尝试不同照射剂量后,选用 1.5 Gy 照射,用患者骨髓来源细胞构建模型。1.5 Gy 照射组小鼠体重和生存情况比 0 Gy 组差,但血液和骨髓中可检测到人类白血病细胞,且免疫表型比例增加,模型构建成功。
- 成功构建 CD34+细胞源异种移植模型:构建 CD34+造血干细胞源异种移植模型,第 9 天检测到 hCD45+和 hCD34+细胞比例较高,血液和骨髓中可观察到白血病细胞。第 25 天,CD34+细胞浸润到骨髓、肝脏和脾脏组织,且检测到 WT1 基因阳性和 NRAS 突变,模型构建成功。
- 总结构建的 HLL 模型:通过多次重复实验发现,较高的 2.5 Gy 照射剂量、更多的 PB 来源细胞注射量会使小鼠生存时间缩短;携带 NRAS、DNMT3A、FLT3 或 NPM1 基因突变的细胞会缩短小鼠生存时间;小鼠生存时间与患者生存状态显著相关。
在讨论部分,研究人员指出,B - NSG 小鼠的使用有效促进了 HLL 细胞的植入,减少了移植物抗宿主病(GVHD)的发生。同时发现,非照射小鼠更适合药物研究,而照射会导致骨髓抑制,影响模型评估和小鼠生存时间。此外,HLL 细胞的恶性基因突变、注射细胞数量和照射剂量都会影响模型构建。虽然该模型存在一定局限性,如 HLL 细胞体外增殖困难、无法完全模拟临床特征、难以复制复杂免疫微环境等,但仍然为 HLL 的发病机制研究、药物筛选、个体化治疗、临床疗效评估和精准医学提供了宝贵的工具,有助于推动 HLL 治疗领域的发展,为患者带来新的希望。
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