کشف تفاوت‌های مولکولی فرسودگی سلول‌های T در لوسمی میلوئید حاد پیش و پس از پیوند
لوسمی میلوئید حاد همچنان یکی از سرسخت‌ترین چالش‌ها در حوزه خون‌شناسی است. با وجود داروهای هدفمند و پیوند آلوژنیک سلول‌های بنیادی، بیشتر بیماران سرانجام با عود بیماری مواجه می‌شوند و میزان بقای پنج‌ساله آن‌ها حدود ۳۰ درصد است. اکنون گروهی از پژوهشگران بیمارستان مردم دانشگاه پکن با استفاده از توالی‌یابی RNA تک‌سلولی، سازوکارهای مولکولی دقیقی را آشکار کرده‌اند که به کمک آن‌ها سلول‌های لوسمی، پیش و پس از پیوند، به‌تدریج سیستم ایمنی را از کار می‌اندازند. یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که دو الگوی اختلال ایمنی در این مراحل ممکن است از نظر زیستی به‌قدری متفاوت باشند که نتوان آن‌ها را یک وضعیت واحد در نظر گرفت.
این مطالعه که در مجله iScience منتشر شده است، چهار بیمار مبتلا به لوسمی میلوئید حاد (AML) را در دو مرحله بحرانی بررسی کرد: پیش از پیوند، زمانی که بیماری آن‌ها به بهبودی نرسیده بود، و پس از پیوند، زمانی که لوسمی عود کرده بود و سلول‌های ایمنی منشأگرفته از اهداکننده در مغز استخوان حضور داشتند. پژوهشگران در کنار نمونه‌های چهار فرد سالم، ۹۵٬۴۲۶ سلول منفرد را از این بیماران بررسی کردند تا تصویری جامع از الگوی بیان ژن‌ها در ریزمحیط مغز استخوان در هر دو مقطع زمانی به دست آورند. نتایج نشان داد که بدخیمی، ساختار این محیط سلولی را به‌شدت تغییر داده است؛ به‌طوری‌که فراوانی سلول‌های T در مقایسه با افراد سالم به میزان چشمگیری کاهش یافته و سلول‌های شبه‌لوسمی بر جمعیت سلولی مغز استخوان غلبه کرده‌اند.
پژوهشگران با استفاده از یک روش محاسباتی تلفیقی شامل حاشیه‌نویسی مبتنی بر داده‌های مرجع، تحلیل تغییرات تعداد نسخه‌های ژنی و پیش‌بینی وضعیت تمایز سلولی، سلول‌های شبه‌لوسمی را به هشت زیرگروه متمایز تقسیم کردند. این زیرگروه‌ها شامل بلاست‌های شبه‌سلول بنیادی خون‌ساز، بلاست‌های شبه‌سلول پیش‌ساز، بلاست‌های شبه‌پیش‌ساز گرانولوسیت ـ مونوسیت و بلاست‌هایی بودند که به‌طور فعال در حال تکثیر بودند. تحلیل شبه‌زمان نشان داد که این سلول‌ها در مسیری تکاملی از وضعیت شبه‌سلول بنیادی به سوی زیرگروه‌های تمایزیافته‌تر حرکت می‌کنند. این یافته تأیید می‌کند که لوسمی، سلسله‌مراتب سلولی‌ای مشابه فرایند طبیعی خون‌سازی را حفظ می‌کند. نکته مهم آن بود که بلاست‌های شبه‌سلول بنیادی بالاترین امتیاز را در یک شاخص ۱۷ ژنیِ سلول‌های بنیادی لوسمی داشتند؛ شاخصی معتبر برای سنجش ویژگی‌های بنیادی و مقاومت به درمان. همچنین سهم این سلول‌ها پس از پیوند افزایش یافته بود.
این بلاست‌های شبه‌سلول بنیادی نه‌تنها از نظر تمایز در مرحله ابتدایی‌تری قرار داشتند، بلکه توانایی بیشتری برای سرکوب سیستم ایمنی نشان می‌دادند. در مقایسه با سلول‌های فاقد ویژگی‌های بنیادی، بیان فاکتور مهارکننده مهاجرت ماکروفاژها (MIF)، فاکتور رشد تغییردهنده بتا 1 (TGFB1)، گالکتین-9 (LGALS9) و HLA-E در آن‌ها افزایش یافته بود؛ در مقابل، بیان مولکول‌های کلاس دوم HLA کاهش داشت. ترکیب این تغییرات مولکولی می‌تواند عملکرد سلول‌های T و سلول‌های کشنده طبیعی (NK) را مختل کند. پژوهشگران همچنین دریافتند که تغییرات مربوط به ارائه آنتی‌ژن پس از پیوند در همه مولکول‌ها یکسان نیست: بیان HLA-DR افزایش یافته، در حالی که بیان HLA-DP و HLA-DQ کاهش پیدا کرده بود. این الگو حاکی از راهبردی پیچیده برای فرار از سیستم ایمنی است، نه خاموش‌شدن یکپارچه همه مسیرهای ارائه آنتی‌ژن.
در بررسی جمعیت سلول‌های T، پژوهشگران سه خوشه را شناسایی کردند که میزان بیان گیرنده‌های مهاری PD-1، LAG-3 و TIGIT در آن‌ها بالا بود. این سلول‌ها در مطالعه با عنوان سلول‌های T با بیان بالای گیرنده‌های مهاری (IR-high) مشخص شدند. تحلیل گسترش کلونال نشان داد که در بیماران مبتلا به لوسمی میلوئید حاد، زیرگروه‌های سلول T با گسترش کلونال چشمگیر عمدتاً در میان سلول‌های مؤثر CD8 مثبت و سلول‌های IR-high قرار داشتند؛ در مقابل، گسترش محدود در افراد سالم بیشتر به جمعیت‌های ناآزموده و حافظه‌ای سلول‌های T مربوط می‌شد. شاخص انتقال جفتی نیز نشان داد که سلول‌های T از نوع CD8 مثبت و IR-high بیشترین احتمال گذار از سلول‌های مؤثر را دارند. این یافته تأیید می‌کند که جمعیت‌های فرسوده مستقیماً از سلول‌های مؤثر سیتوتوکسیک منشأ می‌گیرند. در مقایسه با سلول‌های مؤثر، سلول‌های IR-high مقادیر کمتری از مولکول‌های سیتوتوکسیک گرانزیم B و پرفورین تولید می‌کردند، اما بیان گیرنده‌های مهاری و فاکتورهای رونویسی TOX و NR4A2 در آن‌ها بیشتر بود.
مهم‌ترین یافته پژوهش زمانی به دست آمد که محققان برنامه‌های رونویسی سلول‌های T فرسوده با منشأ خود بیمار را پیش از پیوند با سلول‌های T فرسوده منشأگرفته از اهداکننده پس از عود بیماری مقایسه کردند. در سلول‌های فرسوده خود بیمار، غنی‌شدگی برنامه‌های رونویسی مرتبط با NFATC1 و NFATC3 همراه با افزایش بیان TOX و EOMES مشاهده شد. در مقابل، سلول‌های فرسوده منشأگرفته از اهداکننده، امضای مولکولی مرتبط با NFATC2 را بیشتر نشان می‌دادند و بیان NR4A2 در آن‌ها افزایش یافته بود. تحلیل شبکه‌های تنظیم ژنی نشان داد که در سلول‌های فرسوده خود بیمار، NFATC1 عمدتاً TOX، EOMES و چندین گیرنده مهاری را تنظیم می‌کند؛ در حالی که در سلول‌های منشأگرفته از اهداکننده، NFATC2 عمدتاً تنظیم‌کننده NR4A2 و گیرنده‌های مهاری گوناگون است. این تفاوت بنیادی در ساختار تنظیم ژنی نشان می‌دهد که دو نوع فرسودگی سلول‌های T، با وجود شباهت‌های ظاهری، بر پایه سازوکارهای مولکولی کاملاً متفاوتی عمل می‌کنند.
تحلیل خوشه‌ای دقیق‌تر، چهار جمعیت اصلی از سلول‌های T فرسوده را مشخص کرد: جمعیت پیش‌ساز، جمعیت مؤثر، جمعیت دچار فرسودگی نهایی و جمعیت در حال تقسیم فعال. استنباط مسیر تمایز با روش Slingshot نشان داد که سلول‌های زیرگروه پیش‌ساز فرسوده می‌توانند به هر یک از سه وضعیت دیگر گذار کنند. در همه زیرگروه‌های فرسوده، بیان TOX و EOMES پیش از پیوند بیشتر بود، در حالی که پس از عود بیماری، بیان NR4A2 افزایش بیشتری داشت. در سلول‌های پیش‌ساز فرسوده، NFATC3 عمدتاً ژن‌های HAVCR2، EOMES، SELL و TCF7 را تنظیم می‌کرد. در سلول‌های مؤثرِ فرسوده، NFATC2 ژن‌های مرتبط با عملکرد مؤثر، از جمله TBX21، ZEB2 و GZMB، را تحت تنظیم داشت. در سلول‌های دچار فرسودگی نهایی نیز NFATC1 ژن‌های TOX، EOMES، CTLA4، HAVCR2 و PDCD1 را تنظیم می‌کرد. این یافته‌ها نشان می‌دهند که جمعیت پیش‌سازِ فرسوده می‌تواند با فعال‌شدن فاکتورهای رونویسی مختلف، به زیرگروه‌های دیگر تبدیل شود؛ فرایندی که هر مسیر تنظیمی در آن پیامدهای متفاوتی بر بیان ژن‌ها دارد.
ریزمحیط مغز استخوان در هر دو مرحله بیماری به‌شدت سرکوبگر سیستم ایمنی بود. در مقایسه با افراد سالم، مونوسیت‌ها مقادیر بیشتری از PD-L1 و اینترلوکین ۱۰ و مقادیر کمتری از لیگاند هم‌تحریکی ICOSLG بیان می‌کردند. سلول‌های دندریتیک نیز بیان PD-L1، PD-L2، اینترلوکین ۱۰ و HLA-E را افزایش داده و بیان مولکول‌های کلاس دوم HLA را کاهش داده بودند. سلول‌های T تنظیمی مقادیر بالاتری از PD-1، CTLA-4، LAG-3، TIM-3، TIGIT، TGFB1، گرانزیم B، پرفورین و فاکتورهای رونویسی کلیدی FOXP3، STAT5 و NFKB1 را نشان می‌دادند. بیان بیشتر این مولکول‌ها عمدتاً پس از پیوند مشاهده شد. بلاست‌های شبه‌سلول بنیادی خون‌ساز نیز بیان CD274، CD48، FGL1، اینترلوکین ۱۰، CD47، TGFB1، LGALS9 و مولکول‌های کلاس اول HLA را افزایش داده بودند، در حالی که بیان لیگاند هم‌تحریکی TNFSF4 در آن‌ها کاهش یافته بود. در مجموع، این جمعیت‌های سلولی محیطی سرکوبگر ایمنی در مغز استخوان ایجاد می‌کردند که هم پیش از پیوند و هم پس از آن پایدار می‌ماند.
تحلیل ارتباطات بین سلولی با استفاده از ابزارهای CellChat و scMLnet نشان داد که سلول‌های شبه‌لوسمی در مقایسه با سایر زیرگروه‌های سلول T، قوی‌ترین تعاملات را با سلول‌های T مؤثر و فرسوده CD8 مثبت برقرار می‌کنند. پیش از پیوند، جفت‌های لیگاند ـ گیرنده‌ای مانند HLA-E:CD8A/B، MIF:(CD74+CD44)، LGALS9:PTPRC و TGFB1:TGFBR1/2 در این تعاملات غنی‌شده بودند. مدل‌سازی محاسباتی پیش‌بینی کرد که این مسیرهای پیام‌رسانی، فعالیت فاکتورهای رونویسی خانواده NFAT را در سلول‌های T فرسوده بیشتر تنظیم می‌کنند. پس از پیوند نیز تعاملات مشابهی مشاهده شد، با این تفاوت که مسیر TGFB1:TGFBR1/2 دیگر وجود نداشت. سلول‌های لوسمی همچنین از طریق جمعیت‌های واسطه، شامل سلول‌های T تنظیمی، مونوسیت‌ها و سلول‌های دندریتیک، به‌طور غیرمستقیم با سلول‌های T فرسوده ارتباط برقرار می‌کردند. این تعاملات بر برنامه‌های رونویسی سرکوبگر ایمنی و ژن‌های هدف پایین‌دستی مانند LCK، CD86، TNFSF13 و GRN اثر می‌گذاشتند؛ ژن‌هایی که خود در تعاملات پیام‌رسانی مرتبط با فعالیت رونویسی خانواده NFAT در سلول‌های T فرسوده نقش داشتند.
در میان همه زیرگروه‌های سلول‌های لوسمی، بلاست‌های شبه‌سلول بنیادی خون‌ساز جامع‌ترین مجموعه از جفت‌های لیگاند ـ گیرنده را برای تعامل با سلول‌های T فرسوده، سلول‌های T تنظیمی، مونوسیت‌ها و سلول‌های دندریتیک داشتند. احتمال برقراری این ارتباطات در هر دو مرحله بیماری نسبتاً بالا بود. تحلیل بقا با استفاده از داده‌های بیماران مبتلا به لوسمی میلوئید حاد در اطلس ژنوم سرطان (TCGA) نشان داد که مجموعه ژنی متشکل از تنها سه لیگاند، یعنی MIF، LGALS9 و TGFB1، بهترین ارزش پیش‌آگهی را برای بقای کلی داشت. عملکرد پیش‌آگهی این مجموعه از TGFB1 به‌تنهایی و نیز مجموعه‌های ژنی شامل مولکول‌های کلاس اول HLA بهتر بود. پژوهشگران نتیجه گرفتند که هدف قرار دادن TOX در سلول‌های T فرسوده با منشأ خود بیمار، NR4A2 در سلول‌های T فرسوده منشأگرفته از اهداکننده و مولکول‌های پیام‌رسان MIF، گالکتین-۹ و TGF-β1 ممکن است راهبردی برای معکوس‌کردن فرسودگی سلول‌های T و بهبود پیامدهای درمانی بیماران مبتلا به لوسمی میلوئید حاد باشد. با این حال، آن‌ها تأکید کردند که یافته‌های مطالعه عمدتاً بر تحلیل‌های محاسباتی متکی است و برای تأیید به آزمایش‌های تجربی و بررسی در گروه‌های بزرگ‌تر بیماران نیاز دارد.
موضوع پژوهش: بررسی تک‌سلولی ریزمحیط‌های فرسودگی سلول‌های T در لوسمی میلوئید حاد
عنوان مقاله: بررسی تک‌سلولی ریزمحیط‌های فرسودگی سلول‌های T با منشأ خود بیمار در مقایسه با سلول‌های منشأگرفته از اهداکننده در بیماران مبتلا به لوسمی میلوئید حاد
منبع مقاله: Yu, C.-Z., Chen, Y.-L., Zhang, X.-H., Xu, L.-P., Wang, Y., Chen, H., Chen, Y.-H., Wang, F.-R., Sun, Y.-Q., Zhang, Y.-Y., Lv, M., Mo, X.-D., Cheng, Y.-F., Liu, K.-Y., Zhao, X.-S., Sun, X.-Q., Zhao, X.-Y., Huang, X.-J., & Chang, Y.-J. (2026). Single-cell dissection of self-derived versus donor-derived T cell exhaustion niches in patients with acute myeloid leukemia. iScience, 29(11)، مقاله 117918. https://doi.org/10.1016/j.isci.2026.117918
اعتبار تصویر: تولیدشده با هوش مصنوعی
شناسه دیجیتال مقاله (DOI): 10.1016/j.isci.2026.117918
کلیدواژه‌ها: لوسمی میلوئید حاد، فرسودگی سلول‌های T، توالی‌یابی تک‌سلولی، پیوند سلول‌های بنیادی، ایمنی‌درمانی، ریزمحیط تومور