BMP2K调控AMKL和PMF异常巨核细胞分化的作用和机制研究

Abnormal differentiation and hyperproliferation of megakaryocytes play an important role in the pathogenesis of Acute Megakaryocytic Keukemia (AMKL) and Primary Myelofibrosis (PMF), where there is no effective therapy in clinical practice. Driving pathological megakaryocytes to undergo terminal differentiation is a new treatment strategy against those diseases, but the mechanism requires further elucidation. Our preliminary study indicates an overexpression of BMP2K in AMKL which inhibit the differentiation of megakaryocytes. AP2M1is an essential component of clathrin complexes, which inhibit the differentiation of megakaryocytes and interact with BMP2K. We speculate that BMP2K regulates clathrin to inhibit the differentiation of megakaryocytes by interaction with AP2M1. This study will include following researches: 1. Verification of the correlation of BMP2K, AP2M1 and AMKL, PMF; 2. Illumination of the role of BMP2K in the pathogenesis of AMKL and PMF by applying mouse model of AMKL and PMF; 3. Exploration of the role and mechanism of BMP2K in the differentiation of megakaryocytes by conducting co-immunoprecipitation, GST-pulldown, in vitro kinase assay and phenotypic recovery experiments. This study will reveal the mechanism of the differentiation of pathological megakaryocytes in AMKL and PMF.

巨核细胞分化异常和增殖失控是急性巨核细胞白血病(AMKL)和原发性骨髓纤维化(PMF)发生的关键因素，临床治疗缺乏有效手段。迫使异常巨核细胞进入终末分化是这类疾病治疗的新思路，但其机制尚需进一步阐明。前期研究发现BMP2K在AMKL中高表达且BMP2K过表达抑制巨核细胞分化。AP2M1为网格蛋白复合体的重要组分，抑制巨核细胞分化并与BMP2K相互作用。我们推测BMP2K通过与AP2M1相互作用调控网格蛋白来抑制巨核细胞分化。 本课题拟开展以下研究：1.验证BMP2K及AP2M1与AMKL和PMF的相关性；2.利用AMKL和PMF小鼠模型，阐明BMP2K在AMKL和PMF发生中的功能；3.应用免疫共沉淀实验、GST-pulldown、体外激酶实验和表型恢复实验，探索BMP2K在巨核细胞分化中的功能和机制。本课题将揭示AMKL和PMF异常巨核细胞分化的机制。

近年来，促进细胞多倍体化被认为是治疗急性巨核细胞白血病（AMKL）的一种有效策略，影响巨核细胞多倍体化的因素可能就是药物开发的潜在靶点。虽然骨形态蛋白2-诱导激酶(BMP2K)被认为是巨核细胞多倍体化的潜在调节因子，但BMP2K巨核细胞分化中的作用尚不清楚。本研究旨在探讨BMP2K作为一种新型调节因子在巨核细胞多倍体化和分化中的作用及其在AMKL治疗中的意义。.本研究发现BMP2K在人的巨核细胞分化过程中和白血病细胞中表达上调，但是在AMKL细胞外源诱导分化的过程中表达下调，提示BMP2K与恶性巨核细胞生成密切相关。在功能研究上，我们构建了BMP2K高表达和低表达的CMK细胞系和它们的对照细胞系，用 MLN8237处理这些细胞，发现BMP2K抑制MLN8237诱导的AMKL细胞向巨核细胞分化的过程。同时我们收集小鼠的胎肝细胞，同样过表达和低表达 BMP2K，用TPO处理使其分化，也发现BMP2K可以抑制胎肝细胞的巨核细胞分化。在机制研究上，我们通过免疫印迹共沉淀实验，发现了BMP2K和CDK2相互作用。我们发现抑制CDK2可以部分恢复巨核细胞表面的CD41表达，部分恢复BMP2K过表达细胞的多倍体化受损，这说明CDK2可能介导BMP2K在巨核细胞分化过程中的作用。虽然BMP2K不能促进AMKL细胞的增殖，但是通过对MLN8237处理后的细胞的进行增殖和周期检测,我们发现BMP2K可以促进AMKL细胞克服MLN8237诱导的多倍体化的趋势，维持有丝分裂的过程，使其增殖加快。将BMP2K过表达细胞及其对照细胞均阻断在G2/M后，恢复正常培养条件，发现BMP2K有利于细胞恢复正常的细胞周期，从G2/M期进展到G1期，提示 BMP2K 通过拮抗多倍体化及促进有丝分裂调控细胞周期影响巨核细胞生成。.本研究阐释了BMP2K在调控异常巨核细胞分化过程中的作用，结果显示 BMP2K可能是影响巨核细胞多倍体分化的一个重要因素。该研究不仅加深了对巨核细胞分化的了解，还为AMKL疾病提供了潜在的治疗靶点。