北京基因组所(国家生物信息中心)合作揭示儿童白血病干/祖细胞的异质性及化疗耐药的干细胞亚群

  急性髓系白血病(acute myeloid leukemia, AML)是一种恶性血液肿瘤,通常由于髓系造血干/祖细胞分化受阻而引起。AML病程进展迅速、治愈率较低。据统计,儿童患者的五年无病生存率仅约50%。化疗是AML的主要治疗方法之一,能显著减少肿瘤细胞数量,使患者达到缓解,但仍有一小部分肿瘤细胞残留,可能成为引起疾病复发的种子。虽然基于基因突变的方法可以灵敏地检测残留细胞,但要解析缓解期残留的白血病细胞的生物学特性却面临巨大挑战。临床上也一直缺乏特异性的方法用于诊断、监测和清除这些细胞。

  聚焦于上述临床问题,中国科学院北京基因组研究所(国家生物信息中心)王前飞团队与苏州大学附属儿童医院的胡绍燕团队合作,依托于儿童AML低剂量化疗联合G-CSF三期随机对照多中心临床试验(CALS III-AML18),通过精细解析患者化疗前后骨髓的异质性细胞群体,并结合临床大样本队列验证和功能实验,首次刻画了儿童AML化疗后残留肿瘤细胞的单细胞转录组图谱。该研究明确了患者体内的白血病干细胞(leukemia stem cell, LSC)和氧化磷酸化(oxidative phosphorylation, OXPHOS)两个耐药特征及其对应的精确细胞亚群,发现了耐药的HSC-like干细胞亚群及其表面标记物CD69,并初步揭示了CD69通过调控mTOR-CCND1-CXCR4轴介导耐药的分子机制。研究还发现该干细胞耐药亚群的细胞比例高与预后不良的临床表型和基因组特征相关。这些认识为临床诊断和监测提供了重要的理论依据。该成果以”Single-cell transcriptomics reveals multiple chemoresistant properties in leukemic stem and progenitor cells in pediatric AML”为题,于2023年8月31日发表在Genome Biology 期刊。

  中国科学院北京基因组研究所(国家生物信息中心)王前飞研究员、苏州大学附属儿童医院的胡绍燕主任为本文的共同通讯作者,中国科学院北京基因组研究所(国家生物信息中心)博士毕业生江姝婷和副研究员和夫红,以及苏州大学附属儿童医院博士毕业生张永平和博士后田园园为文章的共同第一作者。该研究得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省、中国科学院等项目的资助。

儿童白血病干/祖细胞的异质性及化疗耐药的干细胞亚群

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