精製された造血幹細胞の移植：同種の生着の障壁を克服するための要件

同種の骨髄移植は、現在、白血病および造血障害の治療に重要な役割を果たしており、他の多くの疾患の治療に大きな有望を示しています。しかし、移植型VS-HOST疾患（GVHD）と生着の失敗の問題は、この療法の広範な使用に対する手ごわい障害のままです。精製されたHSCには、グラフトが宿主に対する反応をマウントできる成熟要素を欠いているため、造血幹細胞（HSC）の精製集団の成功した移植は、理論的にGVHDの問題を回避できます。私たちの研究室からの以前の研究では、精製されたHSC（Thy-1lolin-/Losca-1+）の集団がマウス骨髄（BM）から分離されました。これらの細胞はBM細胞の約0.05％を表しており、すべての血液系統の自己再生および長期的な再構成が可能です。ここでは、マウスに移植されたこれらの精製されたHSCの長期的な染み分けを、より困難な同種のゆるい適合性障壁に渡って報告します。精製されたHSCの移植は、同等の数の幹細胞を含む骨髄（WBM）移植片全体と定量的に比較されました。テストされたマウスひずみの組み合わせは、F1（HH異なる）、マイナー組織適合性複合体（MHC）、および主要な組織適合性複合体（MHC）とMHC格差に親を移植しました。MHC変性移植のために研究されたレシピエント株の1つは、自発的に自己免疫性糖尿病マウスの株でした。レシピエントマウスに、CD4+ T細胞サブセットに対する自然キラー（NK）細胞関連の決定因子および/またはモノクローナル抗体に対する抗体の存在下または非存在下で、全身照射の致死量を投与されました。移植の障壁が増加するにつれて、放射線保護と生着にはHSCの数が増えていることがわかります。すべての場合において、安定した造血キメラはHSCだけで生成されましたが、LY-5の同族の違いと比較した同種または半遺伝子格差にわたって移植されたマウスの放射線保護には、HSCの数の10〜60倍が必要でした。さらに、Thaの生着能力に関するWBM対HSCの明確な利点を示します[修正]。キメラマウスはGVHDの症状を示さず、それらのT細胞は、ドナーと宿主のH-2抗原を発現する新生児マウスにGVHDを誘導することができませんでした。これらのデータは、WBMに居住し、精製された幹細胞とは異なる細胞集団が、精製された同種HSCの造血生着、この場合は促進する上で重要であることを確認しています。WBMとHSCの間の生着の違いは、NK決定要因に向けられた抗体の添加により、宿主の検定レジメンへの抗体の添加により、大幅に減少する可能性があります。同様に、宿主NK関連抗原に向けられた抗体は、同種HSC生着の障壁を減らすことができるため、寄付されたWBM内の促進集団とNK決定要因を伴う耐性宿主集団との相互作用が暗示されます。

Allogeneic bone marrow transplantation currently plays a critical role in the treatment of leukemias and inherited disorders of hematopoiesis, and it shows great promise for the treatment of numerous other diseases. The problems of graft-vs-host disease (GVHD) and failure to engraft, however, remain formidable obstacles to the widespread use of this therapy. Successful transplantation of purified populations of hematopoietic stem cells (HSCs) can theoretically avoid the problem of GVHD, since purified HSCs lack the mature elements that allow the graft to mount a response against the host. In previous studies from our laboratory, a population of purified HSCs (Thy-1loLin-/loSca-1+) was isolated from mouse bone marrow (BM). These cells represent approximately 0.05% of BM cells and are capable of self-renewal and long-term reconstitution of all blood lineages. Here we report long-term engraftment of these purified HSCs transplanted in mice across successively more difficult allogeneic-histocompatibility barriers. Transplantation of purified HSCs were quantitatively compared with whole bone marrow (WBM) grafts containing equivalent numbers of stem cells. The mouse strain combinations tested were parent transplanted into F1 (Hh disparate), minor histocompatibility complex (mHC), and major histocompatibility complex (MHC) plus mHC disparities. One of the recipient strains studied for MHC-disparate transplantations was that of spontaneously autoimmune diabetic mice. Recipient mice were administered lethal doses of whole-body irradiation in the presence or absence of antibodies directed against natural killer (NK) cell-associated determinants and/or monoclonal antibodies against the CD4+ T cell subset. We find that as the barrier to transplantation increases, greater numbers of HSCs are required for radioprotection and engraftment. In all cases, stable hematopoietic chimeras were generated with HSCs alone, but 10-60 times the number of HSCs was required for radioprotection of mice transplanted across allogeneic or semiallogeneic disparities as compared to Ly-5 congenic differences. Furthermore, we demonstrate a clear advantage of WBM vs HSCs with regard to tha ability to engraft [corrected]. Chimeric mice showed no symptoms of GVHD, and their T cells were unable to induce GVHD in neonatal mice expressing H-2 antigens of donor and host. These data confirm that a cell population resident in WBM and distinct from purified stem cells is important in facilitating hematopoietic engraftment, in this case, of purified allogeneic HSCs. The differences in engraftment between WBM and HSCs could be reduced significantly by the addition of antibodies directed against NK determinants to the host preparative regimen. Similarly, since antibodies directed against host NK-associated antigens can reduce the barrier to allogeneic HSC engraftment, an interaction between the facilitating population within donated WBM and a resistant host population with NK determinants is implied.