CD37：急性髓系白血病治疗新靶点 —— 调控白血病干细胞自我更新的关键角色

本文聚焦急性髓系白血病（AML），研究发现跨膜 4 超家族成员 CD37 可调节 AML 细胞存活及白血病干细胞（LSCs）自我更新。CD37 通过整合素介导的信号通路发挥作用，为 AML 靶向治疗提供新思路，有望成为免疫治疗的安全有效靶点。

　　### 研究背景
急性髓系白血病（AML）是一种恶性克隆性疾病，其特征为髓系原始细胞过度增殖和分化异常，导致正常造血功能受损、血细胞减少和输血依赖。AML 在老年人群中最为常见，全球每年有超过 80,000 人死于该病，且发病率呈上升趋势。在中国，1990 - 2017 年 AML 发病率显著增加。目前的治疗方法包括标准的细胞毒性药物联合治疗、新型药物和靶向治疗以及异基因造血干细胞移植（allo - HSCT），但这些治疗方法存在局限性，如对老年患者疗效不佳、易产生耐药性和复发等。

白血病干细胞（LSCs）是 AML 发生、发展和复发的关键因素，它们具有自我更新能力，对常规化疗不敏感。因此，寻找能够靶向消除 LSCs 的治疗靶点对于实现 AML 的持久缓解至关重要。膜蛋白如 CD25、CD44 和 GPR56 等在 LSCs 上高表达，可作为潜在的治疗靶点。此外，LSCs 的信号转导、代谢、表观遗传调控以及与微环境的相互作用等特征也可用于靶向治疗。

四跨膜蛋白（TSPANs）是一类膜蛋白，可作为支架蛋白招募多种功能蛋白，形成四跨膜蛋白富集微区（TEM），参与细胞黏附、迁移和信号转导等过程。TSPANs 与白血病的发生发展密切相关，如靶向 CD9 的抗体可减少 CD34⁺、CD38^? LSCs，敲低 CD82 可增加 AML 细胞凋亡并抑制 LSCs 集落形成。

CD37 是 TSPANs 家族的一员，主要在造血系统中表达，在多种血液系统恶性肿瘤中上调，包括 B 细胞非霍奇金淋巴瘤（B - NHL）、B 细胞急性淋巴细胞白血病（B - ALL）、慢性淋巴细胞白血病（CLL）和 AML。在 AML 中，CD37 在 LSCs 上的表达显著高于正常造血干细胞（HSCs），且与不良预后相关。虽然 CD37 在 B 细胞来源的白血病和淋巴瘤研究中受到关注，但在 AML 中的基础研究仍缺乏。

研究结果

1. CD37 在 AML 中上调：通过对在线数据库的综合分析发现，CD37 在 AML 中显著上调，尤其是在 M4 和 M5 亚型中。高 CD37 表达的患者预后不良。在白血病细胞系中，THP - 1（M5）、OCI - AML2（M4）、MV4 - 11（M5）和 HEL（M6）细胞系中 CD37 的 mRNA 水平较高。在 AML 患者样本中，CD37 在 CD11b⁺髓系细胞中上调。
2. CD37 敲低抑制人 AML 细胞系增殖：设计针对 CD37 的短发夹 RNA（shRNA）质粒，转染 THP - 1 和 OCI - AML2 细胞后，CD37 的表达被有效敲低。CD37 缺乏导致 AML 细胞增殖受阻，凋亡增加，细胞周期停滞在 G1 - S 期。
3. CD37 缺陷对正常造血影响较小：利用 CRISPR - Cas9 系统建立 CD37 条件性敲除小鼠模型。CD37 缺失导致骨髓细胞总数短暂减少，但对肝脏和脾脏重量无显著影响。长期观察发现，CD37 缺陷对正常骨髓细胞的凋亡、细胞周期、归巢、黏附和集落形成等功能影响较小，对造血干细胞、祖细胞和成熟细胞的分化影响也较小。在移植模型中，CD37 缺失对供体细胞的嵌合率和细胞分化影响较小。
4. CD37 对白血病发生并非必需，但对白血病维持和 LSCs 自我更新至关重要：在 MLL - AF9 诱导的 AML 小鼠模型中，CD37 缺失不影响白血病的起始，但显著影响 AML LSCs 的功能。CD37 缺失导致 AML LSCs 的集落形成能力下降，c - kit⁺白血病细胞比例减少，自我更新能力受损。在二次和三次移植模型中，CD37 缺失的 LSCs 导致白血病进展减缓，肿瘤浸润减少，小鼠生存期延长，同时伴有细胞凋亡增加和细胞周期阻滞。
5. CD37 缺陷导致 AKT 磷酸化和整合素表达降低：对 CD37^fl/fl和 CD37^?/? AML LSCs 进行转录组测序和 KEGG 功能富集分析，发现差异表达基因（DEGs）主要富集在 “癌症中的转录失调” 和 “DNA 复制” 等功能。关键 DEGs 的验证表明，CD37 缺失导致 AKT 磷酸化显著降低，BCL2 和 ITGB7 表达下调，p27 表达上调。CD37 缺陷的 AML 细胞与正常细胞相比，黏附能力下降，多种整合素表达下调。
6. CD37 保护 AML 细胞免受化疗和靶向免疫治疗：CD37 缺陷的 AML LSCs 在与基质细胞共培养时，对阿糖胞苷（Ara - C）的敏感性增加，凋亡显著增加。在 AML 模型中，CD37^?/?小鼠接受 Ara - C 治疗后生存期最长。THP - 1 和 OCI - AML2 细胞用 BCL2 抑制剂 venetoclax 和 CD37 抗体 - 药物偶联物（ADC）naratuximab 处理后，联合治疗显著增强细胞凋亡。
7. CD37 与整合素 α4β7 相互作用：免疫荧光染色和共免疫沉淀实验表明，CD37 与整合素 α4β7 在 THP - 1 和 OCI - AML2 细胞膜上共定位并相互作用。
8. 过表达整合素 α4β7 可挽救 CD37 缺失导致的表型：过表达 ITGA4 或 ITGB7 可加速 THP - 1 和 OCI - AML2 细胞的增殖，减少细胞凋亡，促进细胞周期进展，增强细胞黏附，补偿 CD37 缺失导致的 AKT 磷酸化、BCL2 表达和 p27 表达的变化。

研究讨论

AML 治疗的主要挑战是 LSCs 的持续存在，CD37 在 AML 中上调且与不良预后相关。本研究通过体外和体内实验表明，CD37 对 AML 细胞的存活和 LSCs 的自我更新具有重要调节作用。CD37 缺失对正常造血影响较小，但显著影响 AML 的维持和 LSCs 的功能。转录组测序和验证实验揭示，CD37 通过整合素介导的 PI3K - AKT - BCL2/P27 信号通路调节其下游靶点。

虽然本研究为 AML 的靶向治疗提供了新的思路，表明 CD37 是免疫治疗的安全有效靶点，但仍存在一些局限性，如临床样本量有限、CD37 与整合素相互作用的机制未完全阐明、体内化疗实验需要进一步重复等。未来需要进一步研究来全面评估 CD37 靶向免疫治疗在 AML 中的疗效和安全性。

研究方法

1. 细胞培养：不同的白血病细胞系和基质细胞系在相应的培养基中培养，所有细胞系均检测为支原体阴性。
2. 慢病毒感染：将 shRNA 序列克隆到 pLVX - shRNA 载体中，转染 293T 细胞后收集上清，感染靶细胞，并用嘌呤霉素筛选。
3. 实验小鼠的制备：通过腹腔注射他莫昔芬诱导 CD37^fl/fl、Cre⁺小鼠 CD37 条件性敲除，用 PCR 验证小鼠基因型。
4. 正常造血的移植实验：将 Lin^? BM 细胞移植到致死性照射的 CD45.1 小鼠中，监测外周血中 CD45.2 阳性细胞的频率，6 个月后对受体小鼠进行分析。
5. 白血病模型的建立：用 MSCV - MLL - AF9 - IRES - YFP 和 PCL - ECO 感染 Lin^? BM 细胞，建立 MLL - AF9 白血病模型。进行连续移植和梯度移植实验，用 ELDA 软件测定 LSCs 的频率。进行归巢实验和 Ara - C 治疗实验。
6. 集落形成实验：将 YFP⁺、c - kit⁺细胞接种在甲基纤维素培养基中，培养 10 - 14 天后计数集落数量，分析集落大小和密度。
7. 统计学分析：数据以均值 ± 标准差表示，采用不同的统计方法进行组间差异分析，p < 0.05 为具有统计学意义。

资源可用性

1. 主要联系人：Aibin Liang（[e-mail]）可提供进一步的信息和资源、试剂请求。
2. 材料可用性：本研究中产生的所有独特 / 稳定试剂可向主要联系人合理索取。
3. 数据和代码可用性：本研究中产生的数据和代码可向主要联系人合理索取，转录组测序的 accession number 为 GEO：GSE292186。

致谢

感谢 Yi Sun 教授对文章布局的建议，J.X. 提供的实验设施。本研究部分得到了国家自然科学基金（grant no. 81770151）的支持。

作者贡献

J.L. 设计研究、进行实验、分析数据并撰写手稿；L.L. 设计研究、进行部分实验并分析数据；W.Z.、G.W.、J.X. 和 A.L. 提供材料、设计研究并修改手稿；Z.L.、X.T.、Y.M. 和 N.L. 提供材料并进行部分实验；J.W. 和 Y.Z. 提供材料和实验建议。所有作者均阅读并批准了最终手稿。

利益冲突声明

作者声明无利益冲突。