三维离体脑-白血病互作模型的构建揭示Activin A在CNS微环境中的促白血病作用

为解决B细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)中枢神经系统(CNS)浸润机制不明的问题，意大利研究团队开发了三维(3D)离体脑切片模型，通过微注射人B-ALL细胞系NALM6，发现促白血病因子Activin A可加剧白血病细胞增殖并诱导脑组织死亡，同时重塑小胶质细胞和星形胶质细胞的抗炎表型。该模型为研究肿瘤-CNS微环境互作及药物筛选提供了新平台，发表于《Scientific Reports》。

　　

在儿童血液肿瘤领域，B细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)虽治愈率超90%，但中枢神经系统(CNS)受累仍是导致治疗失败的关键因素。传统二维培养模型难以模拟复杂的脑微环境互作，而动物实验又存在伦理和成本限制。这一困境促使意大利Tettamanti中心和Mario Negri药理研究所的团队开发创新研究工具。

研究人员构建了三维器官型脑切片模型，将荧光标记的人B-ALL细胞系NALM6微注射至小鼠皮层切片，结合活细胞成像、流式细胞术和基因表达分析，系统评估了Activin A对白血病-脑互作的影响。

NALM6 B-ALL细胞在脑切片中的存活与增殖
通过iRFP670荧光示踪发现，NALM6细胞在皮层切片中呈指数增殖，Activin A预处理使细胞荧光信号在5-7天显著增强。流式检测显示细胞存活率>76%，且Activin A组细胞数量在后期显著增加。共聚焦显微镜证实白血病细胞能穿透脑实质，模拟临床CNS浸润特征。

Activin A预处理加剧脑组织损伤
PI染色显示Activin A处理的NALM6细胞导致72小时和7天时脑切片死亡率显著上升。基因分析发现该组小胶质细胞标志物Cd11b上调，而星形胶质细胞标志物Gfap下调，提示微环境特异性改变。

小胶质细胞活化和表型转换
CX3CR1^+/GFP切片中，Activin A组GFP信号持续增强至7天。形态学分析显示细胞周长、Feret直径增加而圆形度降低，呈现分支化形态。分子层面表现为促炎基因Nos2、Pai1下调，抗炎基因Arginase 1上调，表明小胶质细胞向抑炎表型转化。

星形胶质细胞形态重塑
GFAP染色揭示白血病细胞接触区的星形胶质细胞从纤维状变为原生质形态，这种变化在Activin A组更显著，可能与肿瘤支持性微环境形成相关。

该研究首创的3D模型成功模拟了B-ALL-CNS互作的动态过程，证实Activin A通过促进白血病增殖和微环境重塑加剧CNS病变。技术层面，器官型切片培养结合精准微注射、多模态成像和分子分析，为研究肿瘤-微环境互作提供了可替代动物实验的高效平台。理论层面，发现Activin A-TGFβ通路是潜在治疗靶点，其诱导的抑炎性小胶质细胞和变形星形胶质细胞为理解CNS白血病庇护所形成提供了新视角。未来可扩展至其他白血病亚型或脑肿瘤研究，加速靶向药物开发。