患者由来間葉系間葉系間葉系細胞をTGFB1に曝露することで、小児急性巨核芽細胞性白血病モデルにおける線維化誘導が可能となった

Exposure of patient-derived mesenchymal stromal cells to TGFB1 supports fibrosis induction in a pediatric acute megakaryoblastic leukemia model.

• Theresa Hack
• Stefanie Bertram
• Helen Blair
• Verena Borger
• Guntram Busche
• Lora Denson
• Enrico Fruth
• Bernd Giebel
• Olaf Heidenreich
• Ludger Klein-Hitpass
• Laxmikanth Kollipara
• Stephanie Sendker
• Albert Sickmann
• Christiane Walter
• Nils von Neuhoff
• Helmut Hanenberg
• Dirk Reinhardt
• Markus Schneider
• Mareike Rasche

抄録

骨髄線維症（BMF）は急性白血病ではまれな合併症である。小児科では、急性巨核芽球性白血病（AMKL）、特にトリソミー21（ダウン症候群の骨髄性白血病（ML-DS）と呼ばれる）の患者さんに多くみられます。間葉系間葉系間質細胞（MSC）の欠損と骨髄芽球から特異的に放出されるサイトカインは、骨髄ニッチ（BMN）における線維化の主な推進因子であると考えられています。小児AMKL患者のBMNをマウスでモデル化するために、まず、小児AMKL患者（n=5）とML-DS患者（n=9）からMSCを樹立した。健康なドナー(HD)コントロールMSC(n=6)は、18歳未満の無病の小児および青年から作製した。その結果、患者由来のMSCは脂肪原性分化能が低下し、増殖関連遺伝子が濃縮されていることが明らかになった。重要なことは、TGFB1をin vitroで曝露することで、3つのMSCすべての実体において初期の深部線維化変化が促進されたことである。より長期間のBMF誘導を研究するために、我々はMSC、HUVECsおよびMatrigelの混合物を使用して、免疫不全のNSGマウスの皮下にin vivoヒト化人工BMNを作成した。このBMNにTGFB1産生細胞であるAMKL芽細胞を8週間後に注入すると、4週間の間に用量依存的にグレードI/IIの線維化が誘導された。このように、本研究では、ヒト化マウスモデルを開発し、将来的にはAMKL芽球の白血球形成や治療標的を特異的に検討するのに役立つであろう。意義患者由来間葉系間葉系間葉系間葉系細胞を用いた小児急性巨核芽球性白血病モデルにおいて、TGFB1は線維化誘導をサポートする。

Bone marrow fibrosis (BMF) is a rare complication in acute leukemia. In pediatrics, it predominantly occurs in acute megakaryoblastic leukemia (AMKL) and here especially in patients with trisomy 21, called myeloid leukemia in Down syndrome (ML-DS). Defects in mesenchymal stromal cells (MSCs) and cytokines specifically released by the myeloid blasts are thought to be the main drivers of fibrosis in the bone marrow niche (BMN). In order to model the BMN of pediatric AMKL patients in mice, we first established MSCs from pediatric patients with AMKL (n=5) and ML-DS (n=9). Healthy donor (HD) control MSCs (n=6) were generated from unaffected children and adolescents <18 years of age. Steady-state analyses of the MSCs revealed that patient-derived MSCs exhibited decreased adipogenic differentiation potential and enrichment of proliferation-associated genes. Importantly, TGFB1 exposure in vitro promoted early profibrotic changes in all three MSC entities. To study BMF induction for longer periods of time, we created an in vivo humanized artificial BMN subcutaneously in immunodeficient NSG mice, using a mixture of MSCs, HUVECs and Matrigel. Injection of AMKL blasts as producers of TGFB1 into this BMN after eight weeks induced fibrosis grade I/II in a dose-dependent fashion over a time period of four weeks. Thus, our study developed a humanized mouse model that will be instrumental to specifically examine leukemogenesis and therapeutic targets for AMKL blasts in future. Implications: TGFB1 supports fibrosis induction in a pediatric acute megakaryoblastic leukemia model generated with patient-derived mesenchymal stromal cells.

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