원발성 골수섬유증에서의 골수유래 억제세포 역할

원발성 골수섬유증(PMF)은 악성 조혈모세포 CD34+의 클론성 증식, 골수(BM) 섬유화, 비장비대, 골수 외 조혈 및 BM과 비장에서의 광범위한 신생혈관생성을 특징으로 하는 필라델피아 음성 만성 골수증식성 질환입니다. 환자의 95%는 골수계에서 JAK-STAT 경로의 활성화를 결정하는 JAK2, CALR 또는 MPL 유전자의 취득성 돌연변이를 가지고 있습니다. 예후적 의미를 지닌 높은 수준의 염증성 사이토카인과 높은 반응성 산소 종(ROS)을 동반한 만성 산화 스트레스 상태로 입증된 바와 같이, 염증은 현재 PMF 발병 기전에서 관련 역할을 하는 것으로 생각됩니다.

골수 유래 억제 세포(MDSCs)는 악성 종양, 패혈증 또는 만성 염증 환자에서 축적되는 미성숙 골수 세포입니다. 정상 상태에서 MDSCs는 BM에서 다양한 말초 기관으로 이동하여 대식세포, 수지상 세포 또는 과립구로 분화합니다. 종양 미세환경에서 생성되는 사이토카인과 케모카인은 말초혈액(PB), 비장, 간 및 림프 기관에서 미성숙 골수 세포를 모집하고(STAT3 신호 전달 경로의 활성화를 통해) 그들의 분화를 방지하며 MDSCs로의 활성화를 유도합니다. 이 세포 집단은 관례적으로 다형핵(PMN)- 및 단핵구성(M)-MDSCs의 두 하위 집단으로 나뉩니다. 또한, MDSCs는 T/NK 세포의 세포독성 기능을 감소시키는 강력한 능력과 내피 세포로 분화하여 종양 내피에 통합되어 종양 신생혈관생성을 촉진하는 잠재력을 가지고 있습니다. 마지막으로, Wang 등은 골수증식성 신생물 환자에서 T 세포 증식을 억제할 수 있는 높은 수준의 순환 MDSCs를 발견했습니다.

이러한 전제는 MDSCs가 면역 세포의 일부 기능을 억제하고, 질병을 특징짓는 만성 염증을 조장하고/또는 혈관생성 과정을 촉진함으로써 PMF의 발병 기전에 역할을 할 수 있음을 시사합니다.

만성 염증 상태는 일반적으로 ROS 생성을 통한 산화 스트레스 유도를 통해 염증을 유지하고 부채질하는 데 기여하는 MDSCs(수와 활동성)의 증가와 관련이 있습니다. PMF 환자에서는 예후적 의미를 지닌 높은 수준의 염증성 사이토카인과 만성 산화 스트레스 상태로 입증된 바와 같이, 염증이 질병의 발병 기전에서 관련 역할을 하는 것으로 생각됩니다. 몇 년 전, Wang 등은 매우 제한된 수의 PMF 환자에서 순환 MDSCs의 빈도 증가를 보고했으나, 아마도 샘플의 작은 크기 때문에 MDSCs의 수와 유전적 배경 및 질병 표현형 사이의 상관관계를 찾지 못했습니다.

이 프로젝트의 근거는 PMF에서 질병 발병 기전에 대한 MDSCs의 역할을 선호하는 모든 전제가 존재한다는 관찰에서 비롯됩니다: a) 만성 염증 상태, b) 면역 체계의 가변적 기능 장애(드라이버 돌연변이로 인한 JAK/STAT 경로의 활성화와 함께 질병 진행을 유발할 수 있음), 및 c) 광범위한 신생혈관생성 과정.

이러한 고려 사항을 바탕으로, 연구자들은 다음과 같이 가정합니다: 1) MDSCs의 수 및/또는 기능 증가는 PMF 환자에서 기술된 면역학적 기능 장애에 관여하며, 2) MDSCs는 내피 표현형과 기능을 획득하는 능력 덕분에 비장 및 골수 신생혈관생성에 기여하며, 3) MDSCs는 ROS를 생산하고 이에 따라 세포 수준에서 산화 스트레스를 유발하는 능력을 통해 염증 유지에 기여하며, 4) JAK 억제 요법(현재 PMF에서 비장비대를 감소시키고 전신 증상을 없애는 가장 효과적인 증상 완화 약물)은 환자의 조혈 세포에서 JAK/STAT 경로를 하향 조절할 뿐만 아니라 MDSCs에서 ROS 생산을 억제함으로써 유익한 효과를 발휘합니다.

이 프로젝트의 중요성은 다음과 같습니다:

i) DNA 돌연변이와 함께 그리고 그에 추가하여 PMF의 임상 경과 동안 관찰된 표현형 다양성을 설명하는 데 기여하는 새로운 발병 기전의 인식; ii) PMF의 맞춤형 치료를 위한 새로운 표적의 확인.

이 프로젝트의 주요 목적은 MDSCs가 만성 염증을 부채질하는 데(사이토카인/케모카인과 그 수용체 분석을 통해) 어떤 역할을 하는지 조사하고, 임상/생물학적 매개변수와의 상관관계에서 그 비율을 평가하며, JAK 억제제(JAK-i) 치료 후의 변화를 연구하고, 신생혈관생성 과정에서의 참여를 테스트하는 것입니다.

주요 종료점:

• PMF 환자와 건강한 대조군의 PB 및 BM에서 MDSC 하위 집단(다형핵(PMN)- 및 단핵구성(M)-MDSCs)을 표현형 및 기능적으로 특성화합니다. 비장적출술의 경우, 환자(치료적 이유로 시술을 받는)와 대조군(외상성 병변으로 인한 비장적출술 후)에서 신선하게 얻은 비장 유래 단핵 세포에서 PMN-MDSCs와 M-MDSCs의 존재를 평가할 것입니다.
• PMF 환자에서 JAK2, MPL 및 CALR 유전자의 드라이버 돌연변이 유전자형뿐만 아니라 임상 및 생물학적 매개변수와 데이터를 상관관계 분석합니다.
• PMF와 대조군의 혈장 샘플에서 염증 과정, 면역억제 기능, 혈관생성 활성 및 MDSCs 증가 생산에 관여하는 사이토카인을 평가합니다.

2차 종료점은 다음과 같습니다:

1. 혈관생성 촉진 조건에서 배양된 환자 유래 MDSCs가 혈관생성 배양 조건에서 내피 세포로 분화할 수 있는지(유세포 분석) 및/또는 배양 전후에 유전자 발현 프로필을 변경할 수 있는지(실시간 정량적 PCR(RT-qPCR)을 통해) 조사합니다;
2. MDSCs가 PMF를 특징짓는 신생혈관생성 과정에 관여한다는 가설을 생체 외에서 테스트하고, PMF 조직에서 내피 유사 MDSCs의 존재를 평가하며, 비장과 BM 절편에서 면역형광 염색을 수행하고 공초점 현미경으로 분석합니다;
3. MDSCs가 JAK 억제제 약물의 효과적인 표적인지 확인하고, 유세포 분석, RT-qPCR, ELISA 검사를 통해 JAK1/JAK2 억제제가 MDSC 활동과 기능에 미치는 영향을 시험관 내에서 테스트합니다.