C1498-Luc-mCherry:同基因急性髓性白血病(AML)模型

作者:

Sumithra Urs,博士 | 科研科学家

日期:

2019年1月

急性髓细胞性白血病(AML)是成人中最常见的血液系统恶性肿瘤,诊断后的5年生存率约为25%。[1] 而2/3接受标准高剂量化疗的AML患者中,有50%的患者在缓解后复发。大多数复发发生在初始治疗的两到三年内,并且由于该疾病具有分子异质性,每位患者都有复发的风险。[2] 这成为探索新型治疗方法的动力;特别是免疫疗法,因为AML细胞同时表达I类和II类主要组织相容性复合体(MHC),这使它们成为先天性和适应性免疫反应的敏感靶标。[3]

2017年4月的模型聚焦中,我们展示了有关C57BL/6小鼠C1498-Luc-mCherry系统性急性髓系白血病模型临床前模型开发的数据。 该细胞系作为播散性模型具有高度侵袭性,基于生物发光成像(BLI)的中位肿瘤倍增时间为1.3天,中位总生存期为约23天。为继续扩展免疫肿瘤学应用模型,我们在本文介绍了有关免疫检查点阻断反应的数据。

C1498-Luc-mCherry肿瘤细胞分布

静脉内植入细胞后,我们发现实体瘤将在包括卵巢、肝脏和脊柱在内的许多组织中出现。为了解C1498-Luc-mCherry肿瘤细胞在模型中的分布,我们使用流式细胞术对脾脏、骨髓和卵巢上/周围的肿瘤进行了分析。在植入C1498-Luc-mCherry之后21天,从五只C57BL/6小鼠中采集了样本。  由于该细胞系为骨髓恶性肿瘤,因此,分析的细胞中97%是卵巢周围肿瘤中的CD45。通过检查mCherry,我们确定脾脏(〜2%)和骨髓(6%)中几乎没有肿瘤细胞,而卵巢肿瘤中约78%的CD45+细胞为mCherry+(图1A)。对卵巢肿瘤H&E染色切片的组织病理学评估证实存在形态相似的肿瘤细胞同质群体。肿瘤块由具有圆形至长圆形核的中等多形性肿瘤细胞组成,胞质少且有大量有丝分裂像(图1B)。

图1:C57BL/6小鼠中的C1498-Luc-mCherry肿瘤成分
图1:C57BL/6小鼠中的C1498-Luc-mCherry肿瘤成分。A:肿瘤主要由mCherry+细胞组成。B:代表性H&E染色切片显示肿瘤细胞具有多形核和多个有丝分裂像,20倍原始放大倍率。

 

C1498-Luc-mCherry对环磷酰胺的反应

为了确认C1498-Luc-mCherry肿瘤模型对环磷酰胺的敏感性,我们在患病小鼠中测试了用于治疗包括白血病在内的多种癌症的广谱化疗药物。用100mg/kg治疗导致完全消退,无肿瘤幸存者达到90% (9/10)(TFS,图2)。虽然出现缓解,但尸检时,经环磷酰胺治疗的动物的卵巢和卵巢角变大,脾脏变色和腹膜积液。已知患者对环磷酰胺治疗的细胞毒性有几种不良副作用,包括骨髓抑制、出血性膀胱炎、易感性提高、不孕症以及其他恶性肿瘤的致癌风险。化学疗法的严重毒性帮助引导了对替代治疗方法(例如免疫疗法)的探索。

图2:在C57BL/6小鼠中,C1498-Luc-mCherry对环磷酰胺治疗的反应。A和B:随着时间推移,来自每只小鼠的生物发光信号。黑色虚线表示未治疗对照组的中值信号。
图2:在C57BL/6小鼠中,C1498-Luc-mCherry对环磷酰胺治疗的反应。A和B:随着时间推移,来自每只小鼠的生物发光信号。黑色虚线表示未治疗对照组的中值信号。

 

C1498-Luc-mCherry对免疫检查点阻断的反应

先前发表的数据表明,C1498模型在体内表达PD-L1,以及用抗PD-L1抗体阻断可提高生存率。[{[#3] }] 在我们的研究中,我们评估了C1498-Luc-mCherry模型对已患病的C57BL/6小鼠中抗mPD-1和抗mPD-L1免疫检查点抑制剂的反应。用抗mPD-1或抗mPD-L1进行治疗会导致适度的肿瘤生长延迟(分别为3天和5.2天,排除抗PD-L1组中的异常值)和寿命延长(分别为25%和16.7%,参见图3和4)。未观察到对体重的治疗相关不良反应,但是,随着各组疾病的进展,腹水积聚导致腹胀。剖检显示卵巢有肿块,肝呈斑驳状,淋巴结肿大。

图3:C1498-Luc-mCherry对C57BL/6小鼠中检查点抑制剂的反应。A、B、C和D:随着时间推移,来自每只小鼠的生物发光信号。黑色虚线表示未治疗对照组的中值信号。彩色虚线表示每组的中值信号。
图3:C1498-Luc-mCherry对C57BL/6小鼠中检查点抑制剂的反应。A、B、C和D:随着时间推移,来自每只小鼠的生物发光信号。黑色虚线表示未治疗对照组的中值信号。彩色虚线表示每组的中值信号。


图4:在C57BL/6小鼠中,C1498-Luc-mCherry播散性模型BLI信号的代表性图像
图4:在C57BL/6小鼠中,C1498-Luc-mCherry播散性模型BLI信号的代表性图像

 

具有PD-1/PD-L1阻断的AML免疫疗法的初步临床试验报告表明,与许多形式的癌症一样,对免疫调节剂的成功应答仅见于特定的AML患者亚组。[5] 通常,由于疾病进展迅速、反应窗口小和肿瘤异质性,使用免疫检查点抑制剂单药疗法治疗AML被认为对重症患者无效。因此,临床重点正在向联合疗法转移。由于在此模型中对抗mPD-1和抗mPD-L1的反应极小,因此,为使用这些免疫调节剂的新型药物联合疗法开展临床前研究提供了充足的机会。

立即联系科文斯,讨论C1498-Luc-mCherry模型是否适合您的下一次AML研究。


1Lamble AJ和Lind EF. 2018。针对急性骨髓性白血病的免疫微环境:关注T细胞免疫。 Front. Oncol. 8:213

2Barrett AJ和Le Blanc K. 2010。急性骨髓性白血病的免疫治疗前景。 Cli. Exp. Immunol. 161(2); 223-232

3Austin R、Smyth MJ和Lane SW. 2016。利用免疫系统治疗急性骨髓性白血病。 Crit. Rev. Oncol. Hematol. 103:62-77

4Zhang L、Gajewski TF和Kline J. 2009。PD-1/PD-L1相互作用在小鼠急性骨髓性白血病模型中抑制抗肿瘤反应。 Blood, 114:1545-1552

5Abdel-Wahab O和Taylor J. 2017。免疫疗法对AML治疗的潜在应用。 Hematologist, 14(5)


注意:研究是根据适用的动物福利法规在AAALAC认可的研究中心进行的