《Leukemia》：Senescence profiling of monoclonal gammopathies reveals paracrine senescence as a crucial defense against disease progression
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为探究单克隆丙种球蛋白病（MGUS、SMM）进展为多发性骨髓瘤（MM）的机制，研究人员对患者样本进行研究。结果发现，MGUS 和 SMM 的浆细胞（PC）有衰老特征，稳定期疾病患者存在旁分泌衰老反应。这为预测疾病进展和干预提供了新方向。
在血液系统疾病的研究领域中，多发性骨髓瘤（Multiple Myeloma，MM）是一种常见的克隆性浆细胞（Plasma Cell，PC）恶性肿瘤，也是美国第二大常见的血液癌症。它往往由意义未明单克隆丙种球蛋白病（Monoclonal Gammopathy of Undetermined Significance，MGUS）和冒烟型多发性骨髓瘤（Smoldering Multiple Myeloma，SMM）发展而来。MGUS 和 SMM 患者虽然血清中存在异常的 M 蛋白，但其浆细胞却没有像 MM 患者那样引发终末器官损伤。目前，对于 MGUS 和 SMM 进展为恶性肿瘤的机制尚不明确，也缺乏有效的预防手段。而且，现有的风险分层算法在预测患者疾病进展方面存在局限性，严重阻碍了早期干预的实施。在这样的背景下，开展相关研究以明确疾病进展机制显得尤为重要。
来自梅奥诊所（Mayo Clinic）等多个研究机构的研究人员针对这一问题展开了深入研究。他们通过对患者样本的分析，发现了与疾病进展相关的关键因素，这一研究成果发表在《Leukemia》杂志上，为该领域的研究提供了新的思路和方向。
研究人员在研究过程中，运用了多种关键技术方法。他们利用公开的人类基因阵列数据集进行二次分析，研究 MGUS、SMM 患者与正常样本 PC 的基因表达差异；通过构建定制的衰老表型基因集，对 PC 的衰老特征进行更精准的分析；借助免疫组化技术，在组织样本中检测 PC 及骨髓微环境（Bone Marrow Microenvironment，BMME）细胞的衰老相关标志物，以探究其衰老状态 。同时，研究使用的样本来自不同队列的正常供体、MGUS 患者、SMM 患者和新诊断的 MM 患者。
下面详细介绍具体的研究结果：
MGUS 和 SMM 的 PC 富含衰老基因集且与衰老无关 ：研究人员对已发表的基因阵列数据集二次分析，发现 MGUS 和 SMM 的 PC 中，衰老相关基因如 CDKN1A 和 GADD45A 表达显著增加。通过通路分析，“细胞衰老” 通路在 MGUS 的 PC 中受影响最大，在 SMM 的 PC 中也有显著影响。为排除年龄因素干扰，研究人员使用 “GenAge” 和 “SenMayo” 基因集进行单样本基因集富集分析（Single Sample Gene Set Enrichment Analysis，ssGSEA），结果显示 MGUS 和 SMM 的 PC 中，这两个基因集均未富集，表明其衰老通路富集与年龄无关。随后，研究人员构建了多个衰老表型基因集，如 “Senescence Up（SenUp）”“Senescence Growth Arrest（SenGA）” 等。基因集富集分析（Gene Set Enrichment Analysis，GSEA）显示，MGUS 的 PC 显著富集所有定制基因集，SMM 的 PC 也富集多个基因集，但 “iSASP” 未富集，且 SMM 样本的 “IFN-SASP”/”iSASP” 富集比显著高于正常样本，这表明 SMM 患者的 PC 主要表现为 IFN-SASP，与晚期衰老一致。MGUS 的 PC 存在衰老细胞学特征 ：研究人员进一步研究 MGUS、SMM 和新诊断的多发性骨髓瘤（Newly Diagnosed Multiple Myeloma，NDMM）的 PC 的衰老细胞学特征。他们发现，MGUS 的 PC 中，具有衰老相关的 α 卫星扩张（Senescence-Associated Distension of Alpha-Satellites，SADS）特征（≥3 个 SADS / 核）的细胞百分比显著高于 SMM 和 MM。当同时考虑 LaminB1 和 HMGB1 缺失这两个衰老特征时，MGUS 与 SMM 或 MM 之间的差异更加显著。而且，衰老 PC 的百分比与单克隆 PC 负担呈显著负相关，与患者年龄、性别等因素无关，这体现了衰老在预防 MM 肿瘤进展中的生理作用。衰老 PC 负担与骨髓微环境衰老相关 ：研究人员利用正常供体和患者的骨髓活检样本，评估 PC 在完整 BMME 中的衰老情况。通过 CD138 免疫染色结合 LaminB1 和 HMGB1 免疫染色，研究发现 MGUS、SMM 和 NDMM 活检样本中，衰老 PC 的百分比显著高于健康供体，且 PC 衰老与总 PC 负担呈负相关，与 BMME 衰老呈正相关。使用另一种衰老标记物组合（γH2AX 和 Ki67）进行分析，也得到了类似结果，这进一步证实了 PC 和 BMME 衰老之间的紧密联系，表明存在旁分泌衰老现象。空间分析揭示稳定期疾病存在差异旁分泌衰老 ：研究人员根据疾病进展情况，将 MGUS 和 SMM 活检样本分为稳定期和进展期。通过对 PC 周围细胞组成的空间分析，发现 NDMM 中邻近 PC 与 BMME 的比例显著高于稳定期或进展期的 MGUS 和稳定期的 SMM。密度热图显示，稳定期 MGUS 和 SMM 患者的衰老 BMME 增加，且在稳定期样本中，邻近衰老 PC 的衰老 BMME 比例显著增加，而进展期样本则没有这种现象。此外，进展期 MGUS 和 SMM 患者中，邻近衰老 PC 的非衰老 BMME 百分比与疾病进展时间呈负相关，这表明旁分泌衰老在稳定期疾病中发挥重要作用，而进展期疾病可能存在旁分泌衰老反应缺失。稳定期与进展期 MGUS 和 SMM 的 SASP 评估 ：由于旁分泌衰老通过 SASP 激活，研究人员检测了稳定期 MGUS 和 SMM 患者外周血浆中的 SASP 因子。结果发现，稳定期 MGUS 患者的游离线粒体（Mitochondrial，MT）-DNA 和 IL-7 显著升高，稳定期 SMM 患者的骨桥蛋白（Osteopontin，OPN）、生长分化因子 15（Growth Differentiation Factor 15，GDF15）和肿瘤坏死因子 -α（Tumor Necrosis Factor-α，TNF-α）显著增加。通过分析这些因子，研究人员生成了特定的 SASP 评分，发现稳定期 MGUS 和 SMM 患者的 SASP 评分与 PC 负担相关，而进展期患者则不存在这种相关性，这进一步支持了 SASP 诱导的旁分泌衰老失败是疾病进展关键的观点。
综合上述研究结果，研究人员得出结论：在单克隆丙种球蛋白病的前体阶段，即 MGUS 和 SMM 中，PC 存在衰老和 SASP 特征，且这些特征与疾病阶段相关。旁分泌衰老反应在稳定期疾病患者中最为显著，而在疾病进展过程中，SASP 诱导的旁分泌衰老失败可能是关键因素。这一研究意义重大，它揭示了衰老在单克隆丙种球蛋白病中的重要作用，为预测疾病进展风险提供了新的潜在生物标志物，有助于筛选出高风险患者进行早期干预。同时，也为未来开发针对这些疾病的治疗策略，尤其是基于衰老机制的治疗方法，提供了理论基础。不过，研究也提出了一些有待进一步研究的问题，如使用衰老治疗药物对肿瘤免疫反应的影响，以及如何根据患者的具体情况制定更精准的治疗方案等，这些问题为后续研究指明了方向。
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