To develop a therapy for drug-resistant B-lineage acute lymphoblastic leukemia (ALL), we transduced T lymphocytes with anti-CD19 chimeric receptors, consisting of an anti-CD19 single-chain variable domain (reactive with most ALL cases), the hinge and transmembrane domains of CD8α, and the signaling domain of CD3ζ. We compared the antileukemic activity mediated by a novel receptor (‘anti-CD19-BB-ζ’) containing the signaling domain of 4-1BB (CD137; a crucial molecule for T-cell antitumor activity) to that of a receptor lacking costimulatory molecules. Retroviral transduction produced efficient and durable receptor expression in human T cells. Lymphocytes expressing anti-CD19-BB-ζ receptors exerted powerful and specific cytotoxicity against ALL cells, which was superior to that of lymphocytes with receptors lacking 4-1BB. Anti-CD19-BB-ζ lymphocytes were remarkably effective in cocultures with bone marrow mesenchymal cells, and against leukemic cells from patients with drug-resistant ALL: as few as 1% anti-CD19-BB-ζ-transduced T cells eliminated most ALL cells within 5 days. These cells also expanded and produced interleukin-2 in response to ALL cells at much higher rates than those of lymphocytes expressing equivalent receptors lacking 4-1BB. We conclude that anti-CD19 chimeric receptors containing 4-1BB are a powerful new tool for T-cell therapy of B-lineage ALL and other CD19+ B-lymphoid malignancies.

Because of their low asparagine synthetase (ASNS) expression and asparagine biosynthesis, acute lymphoblastic leukemia (ALL) cells are exquisitely sensitive to asparagine depletion. Consequently, asparaginase is a major component of ALL therapy, but the mechanisms regulating the susceptibility of leukemic cells to this agent are unclear. In 288 children with ALL, cellular ASNS expression was more likely to be high in T-lineage ALL and low in B-lineage ALL with TEL-AML1 or hyperdiploidy. However, ASNS expression levels in bone marrow–derived mesenchymal cells (MSCs), which form the microenvironment where leukemic cells grow, were on average 20 times higher than those in ALL cells. MSCs protected ALL cells from asparaginase cytotoxicity in coculture experiments. This protective effect correlated with levels of ASNS expression: downregulation by RNA interference decreased the capacity of MSCs to protect ALL cells from asparaginase, whereas enforced ASNS expression conferred enhanced protection. Asparagine secretion by MSCs was directly related to their ASNS expression levels, suggesting a mechanism — increased concentrations of asparagine in the leukemic cell microenvironment — for the protective effects we observed. These results provide what we believe to be a new basis for understanding asparaginase resistance in ALL and indicate that MSC niches in the bone marrow can form a safe haven for leukemic cells.

Aggressive periodontitis causes rapid periodontal tissue destruction and is a disease that occurs at a young age and runs in the patient's family. Here, we revealed a heterozygous A116V missense mutation in the gene encoding monocyte to macrophage differentiation associated 2 (MMD2) protein in a Japanese family with aggressive periodontitis and neutropenia. Analyses of patients' peripheral blood revealed a low number of neutrophils but abundant quantity of CD34+ hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs). Moreover, mutant Mmd2 mice showed severe alveolar bone loss and neutropenia. In patients and mutant Mmd2 mice, differentiation of HSPCs into granulocytes was also impeded, and their granulocytes were functionally impaired. Taken together, A116V mutation in MMD2 gene induced mild neutropenia and slightly limited the immune defense response. Our studies suggested that aggressive periodontitis in association with A116V MMD2 mutation constitutes a new immune system defect that belongs to the same spectrum of severe congenital neutropenia.

ABSTRACT Methylation, the most common chemical modification of cellular components such as DNA, RNA, and proteins, impacts biological processes including transcription, RNA processing, and protein dynamics. Although abnormal expression of methyltransferase can lead to various diseases including cancers, little is known about the relationship between methyltransferase and cancers. Here we aimed to understand the role of methyltransferase in cancer metastasis. We found that elevated methyltransferase-like 9 (METTL9) is closely associated with the acquisition of metastatic activity in human scirrhous gastric cancers. The stable knockdown of METTL9 via an shRNA vector technique in our original metastatic cells from scirrhous gastric cancer patients significantly inhibited migration and invasion. In metastatic cells, METTL9 protein is predominantly localized in mitochondria, and the METTL9 knockdown significantly reduced mitochondrial Complex I activity. METTL9 can be a promising molecular target to inhibit peritoneal dissemination of scirrhous gastric cancers. This report is the first to describe the relationship between METTL9 and cancer metastasis. Highlights Elevated METTL9 correlates with metastasis in human scirrhous gastric cancer. This is the first report on the biological relationship between METTL9 and metastasis. METTL9 protein localizes mainly in mitochondria in metastatic scirrhous gastric cancer. METTL9 knockdown reduces mitochondrial Complex I activity to decrease cell migration and invasion in metastatic scirrhous gastric cancer. METTL9 holds promise against peritoneal dissemination of scirrhous gastric cancer.