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《上海交通大学》 2014年
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腺苷酸环化酶9和IκBα蛋白剪切在急性髓系白血病中的作用

庄立琨  
【摘要】:急性髓系白血病(acute myeloid leukemia,AML)以造血系统中髓系原始细胞恶性增殖为特征,是一种高度恶性的疾病。按照FAB(French-American-British)分类的标准,急性髓系白血病主要分为M0-M7亚型。目前除了应用全反式维甲酸(all-trans retinoic acid, ATRA)在急性早幼粒白血病(acute promyelocytic leukemia,APL)的治疗中取得巨大成功之外,其它AML的治疗还仍然以传统的化疗方案为主。因此,有关AML发病和治疗相关分子机制的研究,一直是国内外学者研究的热点问题之一。 在本论文的第一部分中,我们对腺苷酸环化酶9(adenylate cyclase9, AC9)在APL细胞分化中的作用及其表达调控机制进行了深入的探讨。已有研究表明,cAMP/PKA信号通路在ATRA诱导APL细胞分化过程中不可或缺。AC能够催化ATP转化为cAMP,调节细胞内cAMP的水平,进而影响细胞增殖、分化和凋亡。目前,已知位于人细胞膜上的AC亚型共有9种。基因芯片以及RT-PCR的结果显示,AC9亚型在APL细胞株NB4中的表达相对较高。利用过表达和基因沉默实验,我们发现AC9可以调节细胞内的cAMP水平,并影响维甲酸受体α(retinoic acidreceptor α, RARα)的转录激活作用。在NB4细胞中稳定干扰AC9基因的表达,可以明显抑制ATRA诱导NB4细胞分化,表明AC9在ATRA诱导APL细胞分化过程中发挥了重要的作用。MicroRNA(miRNA)是细胞内一种重要的转录后调控方式。通过生物信息学分析以及对NB4和维甲酸耐药的APL细胞株NB4-R1的miRNA表达情况进行比较,我们发现miR-181a在两株细胞中的表达有明显差异,且与AC9mRNA的3'UTR区存在一定的互补性。进一步的荧光素酶报告基因实验证明,miR-181a的确能和AC93’UTR区结合,并明显下调AC9蛋白的水平。而miR-181a本身又可以受髓系细胞分化中的关键转录因子CEBPα的调控。在本研究中,我们还收集并检测了部分APL患者的骨髓原代细胞,发现AC9和miR-181a的表达水平不但呈现出明显的反相关性,而且和白血病的发生密切相关,提示AC9和miR-181a有可能成为白血病临床诊断和疗效监测的生物学标志,具有潜在的临床意义。 在本论文的第二部分中,我们针对AML细胞中IκBα蛋白的特异性剪切进行了研究。Nuclear factor-κB (NF-κB)是一种重要的转录因子,能够通过调节一系列靶基因的表达抑制细胞凋亡,促进细胞增殖和存活。在包括AML在内的多种肿瘤细胞中都能检测到NF-κB的持续性激活现象,IκBα蛋白则能够和NF-κB蛋白结合并抑制NF-κB的转录激活作用。许多研究结果表明,IκBα蛋白的降解或者剪切能够促进NF-κB信号通路的激活。在本研究中,我们发现在AML细胞株中存在一种未见报道的IκBα蛋白的特异性剪切。与全长的IκBα蛋白相比,剪切形成的N端IκBα片段和NF-κB蛋白的结合能力,以及对NF-κB转录激活作用的抑制能力均大大减弱。剪切形成的C端IκBα片段则能够通过蛋白酶体途径发生降解。有意思的是,ATRA、IFNα以及能够被ATRA和IFNα分别显著诱导表达的RIG-G(retinoicacid-induced gene G)蛋白均能抑制AML细胞中IκBα蛋白的这种特异性剪切。此外,我们还发现IκBα的这种剪切在AML患者和ALL患者中存在明显的差异,AML患者骨髓细胞中IκBα全长蛋白和剪切形成的N端片段的蛋白水平之比明显低于ALL患者。在下一阶段的工作中,有关AML细胞中这种IκBα特异性剪切形成的机制将是我们研究的重点。本研究首次发现了AML细胞中IκBα蛋白存在特异性剪切,且这种特异性剪切能够促进NF-κB的转录激活作用,这一发现为AML细胞中NF-κB激活的分子机制提供了新的实验依据。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:R733.71

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