급성 골수성백혈병세포에서 Stem cell factor가 CD34+세포의 증식 및 IL-1β, IL-4, TNF-α의 분비에 미치는 효과

Abstract

[한글]

급성 백혈병에서 벽혈병세포의 무제한 증식은 정상적인 조혈 조절기전의 장애에 기인하며, 조혈전구세포의 증식 및 분화를 자극하는 조혈인자의 조절기전도 비정상적일 것으로 생각되고 있다. 벽혈병간세포에는 여러 종류의 cvtokine, 특히 c-kit ligand, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor(GM-CSF), granulocyte colony-stimulating factor(G-CSF), interleukin(IL)-1, IL-1, IL-3, IL-4, tumour necrosis factor(TNF)-α등에 대한 수용체가 존재하며, 세포내 이들 cytokine을 합성할 수 있는 mRNA를 함유하고 이속, 분비능력까지 갖추고 있어, 백혈병 세포로부터의 골수계 조혈인자의 autocrine secretion 및 autonomous growth가 급성 벽혈병 병태기전의 하나가 될 수 있음을 시사한다. 또한 벽혈병간세포로부터 IL-1, IL-4, TNF-α등의 분비로 인한 조혈미세환경부세포와의 부착이상 및 그것에 따른 비정상적인 조혈조절기전 등이 제시되고 있다. 최근 새로운 조혈인자로 밝혀진 c-kit receptor의 ligand인 stem cell factor(SCF)는 정상 골수내에서 원시 조혈전구세포의 자가갱신 및 증식에 관여하며, GM-CSF, IL-3와 함께 배양시 증식 상승효과가 있는 것으로 알려져 있다. 반면 SCF단독으로는 급성 골수성백혈병세포의 증식을 매우 미약하게 증식시킬 뿐이며, 정상 조혈전구세포에 비해 GM-CSF, IL-3 추가에 의한 증식 상승효과는 현저히 적다. 이에 저자는 정상 골수세포 및 급성 골수성백혈병세포에서 CD34^^+세포를 자극하여 그 배양결과를 분석하고, SCF가 CD34^^+백혈병세포의 증식에 미치는 영향 및 정상 CD34^^+세포에 보다 선택적으로 작용하는지를 검토하며, 또한 이들 각각의 배양상청액내 IL-1, IL-4, TNF-α농도를 측정함으로써 IL-1, IL-4 및 TNF-α농도와 CD34^^+세포의 증식과의 연관성을 검토하여 추후 급성 백혈병 병태기전에 대한 연구 및 SCF 임상응용 연구에 일부 기여하고자 하였다.

1. Immunomagnetic bead 방법으로 분리한 15예의 CD34^^+ 급성 골수성백혈병세포를 SCF 단독에 비해 SCF+GM-CSF, SCF+IL-3, SCF+GM-CSF+IL-3의 경우 백혈병세포의 DNA 합성 및 세포집락형성(colony formation)에 있어서 상승효과를 보였으며, 이는 정상 CD34^^+조혈

전구세포에서의 결과와 유사하였다.

2. CD34^^+ 급성 골수성백혈병세포로부터 IL-1β, IL-4, TNF-α의 spontaneous secretion는 환자마다 이질적인 양상을 보였으며, SCF에 의한 IL-1β, IL-4, TNF-α분비의 증가는 일부 백혈병환자에게서만 관찰되었다.

3. SCF에 GM-CSF±IL-3를 추가시, IL-1β, IL-4, TNF-α의 분비에 있어서 GM-CSF, IL-3에 의한 상승효과는 없었다.

이상의 결과로 CD34^^+ 급성 골수성백혈병세포의 증식에 있어서 GM-CSF, IL-3에 의한 증식 상승효과는 보였으나, CD34^^+ 급성 골수성 백혈병세포로 부터 IL-1β, IL-4, TNF-α의 cytokine-modulated secretion과는 연관성이 없었다.

[영문]

Stem cell factor(SCF) has a preferential effect on the proliferation of several classes of immature hematopoietic progenitor cells in combination with granulocyte-macrophage colony-stimulating factor(GM-CSF) and/or interleukin(IL)-3. Secretion of immunomodulatory cytokines, such as IL-17, IL-4 and tumour necrosis factor(TNF)-7, may be important for regulation of proliferative responses in acute myelogenous leukemia(AML) blasts. We evaluated the role of SCF on the growth of leukemic progenitors and on secretion of IL-1β, IL-4 and TNF-α from CD34**+ blasts isolated from15 patients with AML.

1. In six cases(40%), CD34**+ AML blasts responded with a significant increase in DNA synthesis and/or colony formation when SCF was used with GM-CSF and/or IL-3 relative to the growth with SCF alone; This result was compatible with those CD34**+ normal bone marrow cells.

2. Spontaneous in vitro secretion of IL-17, IL-4 and TNF-α from CD34**+ AML blasts showed a wide variation. SCF increased concentrations of IL-1β, IL-4 and TNF-α in a minority of AML patients.

3. CD34**+ AML blasts were cultured with SCF+GM-CSF, SCF+IL-3,and SCF+GM-CSF+IL-3, but a clear synergistic or additive effect of SCF on GM-CSF and/or IL-3 stimulated IL-1β, IL-4 and TNF-a secretion could not be detected.

In conclusion, costimulating effect of SCF in the presence of GM-CSF and/or IL-3 was not related to the cytokine-modulated secretion of IL-1β, IL-4 and TNF-α from CD34**+ AML blasts.