日本东海大学医学部尖端医疗科学的幸谷爱教授、宫竹佑治特任助教、研究生院研究生龟田和明（研究时）、栁谷稜奖励研究员、株式会社Perseus Proteomics（PPMX公司）等组成的联合研究团队发现了侵袭性NK细胞白血病（ANKL）在肝血窦毛细血管中依赖于转铁蛋白（Tf）增殖，同时发现特异性抑制其受体TfR1的抗体药物PPMX-T003对ANKL具有显著的抗肿肿瘤活性。计划从今年开始启动以ANKL患者为对象的医师主导临床试验。相关研究成果已发表在《blood》在线版上。
图：PPMX-T003成功使ANKL PDX小鼠肝脏的癌细胞消退，延长了小鼠存活期（供图：东海大学）
（A）对3只ANKL PDX小鼠在建立PPMX-T003或不含有效成分的缓冲液（PBS）后的第5、8、12、15天内，分别静脉注射10mg/kg并分析了存活期。结果表明，PPMX-T003治疗组（红）与未治疗组（蓝）相比，存活期明显延长。（B）使用导入了萤火虫荧光素酶基因的ANKL1细胞，在使癌细胞发光的状态下，在PDX小鼠建立后的第14天、第17天、第21天、第24天中进行PPMX-T003 10mg/kg的静脉内给药治疗，随着时间的推移确认了癌细胞的量。给药后，肝脏中显示癌细胞的发光迅速消失。
ANKL一般在青少年期发病，发病后的存活期仅为两个月左右（中间值），是一种预后极差的血液癌症。在日本每年约有10人发病，是一种罕见疾病，目前尚未建立标准的治疗方法。
为了延长存活期，必须尽快实施同种造血干细胞移植，而成功移植需要在移植前充分减少癌细胞。目前对ANKL“相对有效”的抗癌药物被认为只有L-天冬酰胺酶，但该药物有时会引起严重的肝损伤。许多ANKL患者的肝脏已经受到癌细胞的严重损伤，无法再承受治疗所需的剂量。因此，无论是减少剂量或是必须放弃使用本身，都处于无法充分减少癌细胞的困境。
因此，有必要克服ANKL造成的肝损伤。为此，不仅需要单纯地在培养基上测试癌细胞，还需要确定癌细胞在实际中是如何在肝脏中存活及增殖的。
研究团队将从3名ANKL患者身上采集的癌细胞移植到免疫缺陷小鼠体内，建立了ANKL PDX模型小鼠。一段时间后对这些小鼠进行解剖并对各个器官中的癌细胞进行分析后发现，癌细胞早期在肝脏中存活和增殖，在后期扩散到全身的器官。
当在显微镜下观察肝癌细胞时，发现尤其在肝脏中摄取和排出营养成分和矿物质等的血窦毛细血管中增殖较多。由此，研究人员认为ANKL的增殖依赖于肝脏中交换的某种物质。
研究人员利用新一代测序仪对癌细胞和周围的肝脏细胞分别表达和分泌了哪些分子进行了网罗性调查，在其中检索了肝脏和癌细胞之间有可能进行分子之间的结合和物质交换的配对。
结果发现，在肝脏侧表达的Tf和接受Tf的ANKL侧受体分子TfR1的配对出现达到峰值。Tf是铁离子的转运蛋白，主要通过与TfR1结合被摄入细胞内。特别是，由于Tf在肝脏中产生最多，证明了ANKL癌细胞特别在肝血窦中增殖的原因之一是需要通过Tf和TfR1对接受铁离子的供给。
实际上，当通过敲除ANKL癌细胞侧表达的TfR1，建立ANKL PDX小鼠后，发现癌细胞在肝脏内的增殖活性显著丧失，证实ANKL在肝血窦内可以通过从肝脏侧接受Tf增殖。
因此，研究团队向已经生产了TfR1抑制抗体的PPMX公司发出联合研究邀请，并探讨了抑制抗体PPMX-T003能否真的成为ANKL的有效治疗药。首先，将来自3名ANKL患者的癌细胞在含有PPMX-T003的培养基中培养48小时，并测定了存活细胞。结果发现，癌细胞的存活能力根据PPMX-T003的浓度而降低。
在模型建立后的第7天对PDX小鼠进行单次静脉注射，一周后通过观察白细胞中癌细胞的比例评估了癌细胞的增殖程度。结果发现，当给予3mg/kg或更多剂量时，癌细胞的增殖能力显着降低。
最后，作为实际治疗的模拟，对ANKL PDX小鼠进行多次静脉注射，并验证了存活期是否存在差异。结果表明，存活期延长了约1.5至2倍。这种延长效果在症状进一步恶化的ANKL PDX小鼠（建立后第14天）的给药中也得到了同样的效果。
用导入了萤火虫荧光素酶基因的PDX小鼠对治疗前后肝脏内的癌细胞的量如何变化进行量化后发现，在治疗前肝脏区域观察到明显的发光，但进行治疗后发光迅速消失。
基于以上成果，研究团队计划于2023年在东海大学、东北大学、冈山大学、京都大学、九州大学和广岛大学启动以ANKL患者为对象，验证PPMX-T003的有效性和安全性的医师主导临床试验（第Ⅰb/Ⅱ期试验）。研究团队表示，未来，在不断推进临床试验的同时，将对证实ANKL高度铁依赖的病态生理进行进一步分析。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：blood
论文：Hepatic niche leads to aggressive natural killer cell leukemia proliferation through transferrin-transferrin receptor 1 axis
DOI：doi.org/10.1182/blood.2022018597
