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【编辑推荐】为探明骨髓微环境（BMM）与急性髓系白血病（AML）细胞互作机制，研究人员以 U937、HL-60 细胞与 HS-5 细胞共培养体系为模型，发现 AML 细胞通过 S100A8 激活 NOX2 生成 ROS，诱导骨髓基质细胞（BMSCs）衰老并分泌 IL-6 等细胞因子促癌。该研究为 AML 治疗提供新靶点。
在生命科学与医学领域，急性髓系白血病（acute myeloid leukemia，AML）一直是难以攻克的恶性血液肿瘤。它以骨髓中造血前体细胞异常增殖和分化为特征，不仅破坏正常造血功能，还会引发骨髓衰竭。目前，化疗仍是主要治疗手段，但成人患者治愈率差异显著，60 岁以下患者约为 35–40%，而 60 岁以上仅 5–15%。骨髓微环境（bone marrow microenvironment，BMM）作为白血病细胞的直接 “栖息地”，由基质细胞、细胞外基质、细胞因子等组成，不仅为白血病细胞提供生存支持，助其获得静息干细胞表型，还能保护它们免受凋亡诱导。更棘手的是，白血病细胞还会反向重塑微环境，形成利于自身生存的 “温床”。然而，两者间复杂的调控互作机制一直模糊不清，这也成为制约 AML 治疗突破的关键瓶颈。
为解开这一谜团，福建医科大学的研究人员展开了深入探索。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上，通过一系列实验揭示了 AML 细胞与骨髓基质细胞（bone marrow stromal cells，BMSCs）互作的新机制，为 AML 治疗开辟了新方向。
研究人员主要运用了蛋白组学分析、细胞共培养体系、慢病毒转导介导的基因敲降、活性氧（reactive oxygen species，ROS）检测、细胞衰老染色（SA-β-Gal 染色）、细胞因子芯片（Cytokine Array）及实时定量 PCR（RT-qPCR）等技术。值得注意的是，实验中使用了 U937 和 HL-60 两种 AML 细胞系与 HS-5 骨髓基质细胞系进行共培养，并通过人 CD45 阳性选择试剂盒纯化细胞。
分析 U937 细胞与 HS-5 细胞共培养前后的差异表达蛋白
通过蛋白组学分析，研究人员在 U937 细胞与 HS-5 细胞共培养后鉴定出 938 个差异表达蛋白，其中 489 个上调（Fc>2 且 p<0.05），449 个下调（Fc<0.5 且 p<0.05）。KEGG 富集分析显示，上调蛋白主要与 NOD 样受体信号通路、吞噬体和 IL-17 信号通路等相关，而下调蛋白则富集在细胞周期和 DNA 复制通路。这提示共培养可能通过多种信号通路影响细胞功能。
共培养对 U937 细胞增殖和凋亡的影响
MTS 实验和流式细胞术分析表明，与 HS-5 细胞共培养的 U937 细胞活力显著增强，凋亡率明显降低。这说明骨髓基质细胞能为 AML 细胞提供生存优势，抑制其凋亡并促进增殖，验证了微环境对白血病细胞的支持作用。
共培养通过激活 NOX2 促进 ROS 产生
蛋白组学显示共培养后 U937 细胞中 NOX2 表达上调，Western blot 进一步证实其蛋白水平升高，且 NOX2 活性和细胞外 ROS 水平显著增加，而细胞内 ROS 水平降低。当敲降 S100A8 后，NOX2 活性、细胞外 ROS 水平下降，细胞内 ROS 水平回升。这表明 S100A8 可通过激活 NOX2 调控 ROS 的产生与分布，且细胞外 ROS 可能是诱导基质细胞变化的关键因素。
共培养诱导 HS-5 细胞衰老
EdU 染色和 SA-β-Gal 染色显示，与 U937 细胞共培养的 HS-5 细胞增殖能力下降，衰老标志物表达增加，呈现明显的衰老表型。而敲降 U937 细胞中的 S100A8 后，HS-5 细胞的活力恢复，衰老受到抑制。这直接证明了 AML 细胞通过 S100A8 诱导骨髓基质细胞衰老，揭示了两者互作的关键环节。
共培养体系中细胞因子的变化
细胞因子芯片和 RT-qPCR 分析发现，共培养上清液中 IL-6、CXCL5、MIP-1β 等多种细胞因子水平升高，而敲降 S100A8 后这些细胞因子水平显著降低。这些由衰老基质细胞分泌的细胞因子（即衰老相关分泌表型，SASP）可能通过激活信号通路或营造促炎微环境，进一步推动 AML 进展，形成 “白血病细胞 - 基质细胞 - 细胞因子” 的促癌循环。
综合研究结果表明，AML 细胞通过高表达 S100A8 激活 NOX2，生成细胞外 ROS 并诱导骨髓基质细胞衰老。衰老的基质细胞分泌 IL-6 等多种细胞因子，反过来促进 AML 细胞增殖和恶性进展，形成了一条 “AML 细胞→S100A8→NOX2→ROS→基质细胞衰老→细胞因子→AML 进展” 的关键信号通路（S100A8-NOX2-ROS 信号通路）。该研究首次明确了这一通路在 AML 细胞与微环境互作中的核心作用，为靶向干预提供了坚实依据。
讨论部分指出，尽管研究使用了两种 AML 细胞系（U937 和 HL-60，分别代表急性单核细胞白血病和早幼粒细胞白血病亚型）验证了结论的普遍性，但未来仍需在更多 AML 亚型的原代细胞及动物模型中进一步验证。此外，蛋白组学还发现 ANXA2、ASPH 等蛋白在共培养后异常表达，这些蛋白在其他肿瘤中已显示出作为免疫治疗靶点的潜力，提示它们可能也是 AML 治疗的新方向。研究还发现，骨髓基质细胞可通过改变 AML 细胞的抗氧化系统（如上调 SOD2），使其在维持低细胞内 ROS 水平的同时，利用细胞外 ROS 诱导基质细胞衰老，这种 ROS 稳态的调控机制为深入理解 AML 的微环境适应提供了新视角。
这项研究不仅揭示了 AML 细胞与骨髓微环境互作的新机制，更首次提出靶向 S100A8-NOX2-ROS 信号通路可同时干预白血病细胞及其微环境，为克服 AML 治疗耐药、改善患者预后提供了极具转化潜力的新策略。随着特异性 S100A8 抑制剂的研发，未来有望为 AML 患者带来更精准、有效的治疗选择。
