胰岛素样生长因子-1受体（IGF-1R）经MICA/B–NKG2D轴增强自然杀伤细胞抗骨髓增生异常综合征（MDS）作用

《Frontiers in Oncology》：Insulin-like growth factor-1 receptor participates in the anti-MDS action involving the MICA/B-NKG2D axis

　　

目的：骨髓增生异常综合征（MDS）是一种造血系统克隆性恶性肿瘤，具有进展为急性髓系白血病（AML）的高风险。MDS患者常表现出自然杀伤（NK）细胞功能障碍，削弱其有效清除恶性细胞的能力，并构成严重健康威胁。治疗MDS并预防其进展为AML的关键在于恢复和激活NK细胞杀伤功能，同时清除恶性细胞，从而在MDS细胞与NK细胞之间建立免疫相互作用。方法：研究人员通过Nanostring技术筛选3例原发性MDS患者和3例MDS转化为AML患者骨髓中的相关差异基因，并筛选出IGF-1R。研究人员通过流式细胞术、免疫荧光、Western blot和细胞共培养技术探讨靶向IGF-1R治疗MDS的潜力及机制。结果：Nanostring测序结果显示，IGF-1R在MDS患者和转AML患者骨髓细胞中存在差异表达。流式细胞术发现差异表达集中于CD34⁺细胞。抑制IGF-1R可诱导MDS细胞系SKM-1和KG-1发生DNA损伤，上调MDS细胞表面的MICA/B，并增强NK细胞介导的MDS细胞杀伤，这与MICA/B–NKG2D轴的参与一致。结论：IGF-1R参与MDS的发生发展，并可能调节MDS细胞与NK细胞之间的相互作用，因此可作为MDS治疗的潜在靶点。

骨髓增生异常综合征（MDS，一种造血干/祖细胞克隆性恶性疾病）的发病涉及分子异常、细胞遗传学改变和免疫紊乱等。患者免疫监视系统失衡及对异常克隆清除能力下降，导致恶性克隆细胞免疫逃逸和免疫耐受，是MDS进展为急性髓系白血病（AML）的重要机制之一。因此，恢复患者免疫细胞尤其是自然杀伤（NK）细胞杀伤功能、增强NK细胞与MDS细胞相互作用，对治疗MDS和预防其进展至AML十分重要。已有研究部分探讨了MDS细胞杀伤和NK细胞活化，但尚缺乏可同时作用于两类细胞并促进其相互作用的靶点。胰岛素样生长因子（IGF）信号通路由2种配体、2种受体和6种IGF结合蛋白组成，其中胰岛素样生长因子-1受体（IGF-1R）参与细胞生长、增殖、分化和凋亡等过程，并与肿瘤形成、进展、转移、治疗抵抗和不良预后相关，但其在恶性血液病尤其是MDS中的作用尚未被研究。该研究旨在探讨IGF-1R在MDS发生发展及MDS细胞与NK细胞相互作用中的调控作用，为从恢复骨髓免疫微环境角度治疗MDS提供新思路和靶点。

研究人员通过Nanostring筛选发现IGF-1R在MDS-AML患者骨髓中显著上调，进一步用流式细胞术在健康对照、MDS和AML患者骨髓细胞亚群中验证，发现差异主要见于CD34⁺细胞表面，且随疾病进展呈升高趋势。体外实验显示，外源性IGF-1促进MDS细胞增殖，而IGF-1R选择性抑制剂OSI-906（linsitinib，IGF-1R/胰岛素受体双重抑制剂）可逆转增殖并诱导凋亡。抑制IGF-1R还可诱导MDS细胞DNA损伤，伴随DNA损伤反应改变及细胞表面MICA/B（MHCⅠ类多肽相关序列A/B）表达升高；在SKM-1与NK-92共培养体系中，抑制IGF-1R提高NK细胞NKG2D（NK细胞活化受体）及CD107a、穿孔素（perforin）表达，并增加SKM-1凋亡。研究结论为IGF-1R参与MDS发生发展，并可能调节MDS细胞与NK细胞相互作用，是MDS治疗的潜在靶点。

关键方法：采用Nanostring nCounter PanCancer Immune Profiling panel（770个癌症相关基因）对3例MDS和3例MDS-AML患者骨髓样本进行差异基因筛选；以流式细胞术检测20例健康供者、20例MDS和20例AML患者（天津医科大学总医院，2023—2024年）骨髓细胞亚群IGF-1R表达；在SKM-1、KG-1及NK-92共培养体系中，结合EdU、Tunel、彗星实验、Western blot和流式细胞术评估增殖、凋亡、DNA损伤、DNA损伤反应蛋白及NK细胞功能。

研究结果：
（1）IGF-1R在MDS患者与MDS-AML患者骨髓细胞中差异表达，主要差异见于CD34⁺细胞。通过Nanostring对3例MDS和3例MDS-AML患者全骨髓样本测序，发现IGF-1R在MDS-AML患者骨髓细胞中显著上调；由于全骨髓测序不能分辨细胞亚群，进一步通过流式细胞术检测20例健康对照、20例MDS和20例AML患者骨髓中CD34⁺细胞、NK细胞、Treg细胞、CD4⁺ T细胞、CD8⁺ T细胞和髓源性抑制细胞表面IGF-1R，发现差异主要位于CD34⁺细胞表面，MDS患者高于健康对照，AML患者高于MDS患者。结论提示CD34⁺细胞表面IGF-1R差异表达可能参与MDS发生和发展。

（2）外源性IGF-1促进MDS细胞增殖，抑制IGF-1R可逆转该增殖效应并诱导MDS细胞凋亡。通过外源IGF-1及OSI-906处理SKM-1和KG-1细胞，EdU实验显示IGF-1提高增殖率，OSI-906降低增殖细胞比例；凋亡实验显示抑制IGF-1R显著提高MDS细胞凋亡率。结论表明IGF-1/IGF-1R对MDS细胞存活至关重要，抑制IGF-1R可有效抑制增殖并促进凋亡。

（3）抑制IGF-1R诱导MDS细胞DNA损伤，伴随DNA损伤反应改变，并增加MDS细胞MICA/B表达。通过Tunel实验和彗星实验发现抑制IGF-1R后Tunel阳性增加、彗尾延长；Western blot显示p-ATM和p-ATR表达上调、p-PRKDC表达降低；流式细胞术显示SKM-1和KG-1表面MICA/B阳性率升高。结论提示IGF-1R抑制诱导DNA损伤并伴随DNA损伤反应改变及MICA/B表面表达上调。

（4）在MDS细胞与NK细胞共培养体系中，抑制IGF-1R增加NK细胞活化标志物并增加MDS细胞凋亡。通过SKM-1与NK-92共培养并加入OSI-906，流式细胞术检测CD3^?CD56⁺门内NKG2D、CD107a和穿孔素，以及CD117⁺门内SKM-1 Annexin V/PI凋亡，发现NKG2D、CD107a和穿孔素阳性率升高，SKM-1凋亡率升高。结论支持MICA/B–NKG2D轴参与共培养体系中增强的NK细胞介导MDS细胞杀伤。

讨论部分指出，MDS免疫监视失衡和异常克隆清除受损是进展为AML的重要机制；骨髓中免疫细胞比例低，直接靶向免疫细胞本身存在限制。该研究采用Nanostring nCounter系统直接计数RNA分子，避免PCR扩增偏倚，适合低丰度免疫相关基因检测。研究显示IGF-1R在CD34⁺细胞表面随疾病进展差异表达；抑制IGF-1R不仅直接损伤MDS细胞，还可能通过上调MICA/B增加其对NK细胞杀伤的敏感性。讨论还提出IGF-1R上调可能降低MDS细胞铁死亡（ferroptosis）易感性，但本研究未进行实验验证。局限性包括：Nanostring分析为小样本全骨髓发现队列，不能提供细胞亚群分辨的mRNA定量，CD34⁺特异性来自独立流式验证；IGF-1R抑制、DNA损伤、MICA/B上调与NKG2D依赖杀伤之间的机制联系由Tunel、彗星实验、Western blot和共培养等汇聚性读数支持，但未正式证明，需进行MICA/B或NKG2D阻断/敲低、γ-H2AX焦点解析和功能性DNA修复报告实验；研究基于MDS细胞系和NK-92细胞，无原发患者样本或体内模型，需用原代MDS骨髓细胞、原代NK细胞及人NK细胞重建的异种移植或患者来源异种移植（PDX）模型验证；IGF-1R上调对铁死亡易感性的影响未实验探讨。研究结论翻译：这些发现共同表明，IGF-1R是MDS治疗的潜在靶点，并支持MICA/B–NKG2D轴参与MDS细胞与NK细胞之间的相互作用，尚需在原代患者样本和体内模型中进一步验证。