儿童急性淋巴细胞白血病脐带血造血干细胞亚群的遗传不稳定性研究:探寻白血病起源与潜在筛查标志物

【字体: 时间:2025年03月16日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为明确急性淋巴细胞白血病(ALL)前白血病干细胞免疫表型,研究人员分析脐带血造血干细胞亚群,发现其遗传不稳定,ALL 或可筛查。

  急性淋巴细胞白血病(Acute lymphoblastic leukemia,ALL)是儿童中最常见的癌症之一,多在 2 - 3 岁发病。它的发病起始于胎儿期造血干细胞 / 祖细胞(hematopoietic stem/progenitor cells,HSPC)的染色体易位,形成前白血病融合基因(preleukemic fusion gene,PFG)。这些 PFG 编码的异常蛋白会阻碍正常干细胞分化。不过,虽然 PFG 在 ALL 发病中的重要性已被认知,但 ALL 的细胞起源仍不明确,不同研究对其起源细胞的观点不一,且由于检测手段的局限,很难在白血病发作前监测前白血病干细胞(preleukemic stem cells,PSC)。
为了深入了解 ALL 的发病机制,寻找早期诊断和治疗的新策略,斯洛伐克科学院癌症研究所等机构的研究人员开展了相关研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先,收集了 4 例 ALL 患儿和 10 例健康儿童的脐带血(umbilical cord blood,UCB)样本。接着,通过梯度离心法分离出单个核细胞(mononuclear cells,MNCs),并利用流式细胞术(FACS)将 UCB MNCs 分选成 8 个 HSPC 亚群。之后,将这些亚群细胞在间充质干细胞饲养层上进行扩增。最后,运用荧光原位杂交(fluorescent in situ hybridization,FISH)技术检测 TEL/AML1、BCR/ABL 和 MLL 基因的重排情况;对于部分样本,还用逆转录定量聚合酶链反应(RT - qPCR)检测融合转录本,并通过测序进行验证;同时,使用方差分析(ANOVA)结合 Fisher LSD 进行统计分析。

研究结果如下:

  1. TEL/AML1?细胞的分布:在不同患者中,TEL/AML1?细胞出现在不同的 HSPC 亚群。如患者 1 中,TEL/AML1?细胞仅在祖细胞(1.5%)中被 FISH 检测到;患者 2 中,仅在 HSC/MPP(0.1%)中发现;患者 3 中,通过 RT - qPCR 和测序在祖细胞中确认有 TEL/AML1 融合;患者 4 中,约一半分析的亚群存在 TEL/AML1?细胞,包括 HSPC、Pre - Pro B 细胞、HSC 和 MPP 等。
  2. 基因增益和重排情况:在患者的样本中,多个基因存在增益和重排现象。例如,患者 1 的 MNC 有 AML1 增益(0.3%),在多个亚群也检测到;患者 2 的 MNC 有 TEL 增益(0.25%),在祖细胞、HSC/MPP 和 MPP 中也有较高水平;患者 3 的 MNC 和多个亚群存在 MLL 重排;患者 4 的多个亚群检测到 TEL/AML1、BCR/ABL PFGs 以及 MLL 增益和缺失。
  3. 基因重叠现象:研究中观察到部分细胞存在 TEL 和 AML1 基因或 BCR 和 ABL 基因的随机重叠。患者 1 - 3 中,这类细胞在各亚群中不超 2%,而患者 4 中数量较多,这可能增加了急性白血病发生的可能性。
  4. 健康对照样本结果:健康对照的 HSPC 亚群经 FISH 检测,仅发现少量 BCR、ABL 和 MLL 基因的零星遗传变化,RT - qPCR 未检测到 TEL/AML1 融合转录本。
  5. 遗传不稳定性分析:统计分析显示,与健康受试者相比,ALL 患者的祖细胞和 HSC/MPP 中,TEL/AML1 和 BCR/ABL 探针检测到的遗传不稳定性显著增加。

研究结论和讨论部分指出,该研究首次分析了 ALL 患儿 UCB 中不同 HSPC 亚群的诊断相关 PFG,发现祖细胞和 HSC/MPP 更易发生与 ALL 相关基因的遗传不稳定,可能是 ALL 的起源细胞,有望成为免疫治疗的细胞靶点。同时,研究还证实了儿童 ALL 是一种潜在可筛查的疾病,遗传不稳定性可作为潜在生物标志物,用于排除脐带血库中可能导致供体细胞来源白血病的样本。不过,该研究存在样本量小、无法分析所有患者的所有 HSPC 亚群等局限性。但总体而言,该研究为理解 ALL 的发病机制、早期诊断和治疗提供了重要依据,对推动 ALL 相关研究和临床实践具有重要意义。
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