Annexin A1 调控 Notch1/Smad2/p15 信号轴促进急性髓系白血病细胞增殖的机制研究

Annexin A1 (ANXA1) has complex biological functions, while its role in acute myeloid leukemia (AML) is unclear. Our previous study identified ANXA1 was overexpressed in the peripheral blood, bone marrow and cell lines of AML patients, and demonstrated that blocking the function of ANXA1 significantly inhibited the proliferation of AML cells and up-regulated expression of Notch1, Smad2 and p15, implicating a potential Notch1/Smad2/p15 mediated ANXA1 function in AML. To fully characterize the role of ANXA1 in AML, in the present project, we therefore will determine the prognostic value of ANXA1 in AML by expanding clinical sample sizes, to investigate the functions of ANXA1 on AML cell lines, and to elucidate the molecular mechanisms underlying ANXA1 promoting AML cell proliferation through identification of ANXA1 interacting proteins, intervention of signalling pathway activity, modulation of gene expression, as well as the proteomics technique. The effects and mechanisms of ANXA1-mediated AML cells proliferation will be further examined in AML mouse models. This project will uncover ANXA1 as a potential drug target and provide novel therapeutic approaches for AML treatment.

Annexin A1(ANXA1)具有复杂的生物学功能，其在急性髓系白血病(AML)中的作用尚不清楚。我们前期研究发现ANXA1在AML患者外周血和骨髓以及AML细胞系中显著高表达，阻断ANXA1功能显著抑制AML细胞增殖，并诱导Notch1、Smad2和p15特异性高表达，提示该调控过程可能由Notch1/Smad2/p15信号轴介导。基于前期研究结果，本项目拟开展以下工作：1)扩大临床样本量，明确ANXA1与AML患者临床相关性；2)采用分子细胞学方法研究ANXA1在AML细胞增殖中的作用；3)通过鉴定ANXA1互作蛋白，信号通路干预，ANXA1表达干预、功能回复和蛋白质组学等研究初步阐明ANXA1调控AML细胞增殖的分子机制；4)在AML人源化小鼠模型中验证ANXA1调控 AML细胞增殖的作用与机制。本项目将明确ANXA1作为AML药物靶标的潜在应用价值，为临床AML治疗提供新策略。

急性髓系白血病(AML)是一类严重危害人类健康的造血干细胞恶性克隆性疾病，仍缺乏有效的治疗手段。膜联蛋白A1(ANXA1)与多种疾病发生发展相关，在不同肿瘤类型中有相互矛盾的调控作用。在本项目中，我们首先通过分析肿瘤数据库发现ANXA1在AML中高表达，并与患者预后呈显著负相关；收集的外周血样本通过WB和ICC实验也显示AML患者ANXA1高表达；shRNA敲降及回补实验表明ANXA1具有促进AML细胞增殖的作用。蛋白组学结合基因富集分析发现Notch通路的关键作用，肿瘤数据库分析、WB和ICC实验都提示Notch1与ANXA1的表达呈负相关。共聚焦显微镜、Co-IP、GST-pull down和Fortebio证明了ANXA1的C端核心结构域和NICD第2029-2052氨基酸肽段存在直接互作，且基于蛋白互作设计的多肽能显著抑制AML细胞增殖。MG132的处理在对照而不是shANXA1细胞中恢复了Notch1表达水平表明ANXA1通过泛素-蛋白酶体途径促进Notch1降解。蛋白组学和流式细胞术发现ANXA1具有调控细胞周期的作用，WB和ICC实验表明p15在AML中低表达并促进细胞周期进程。荧光素酶报告基因明确了p15启动子的转录激活受到Notch1调控，干预NICD和p15的表达及γ分泌酶抑制剂处理揭示了该过程由ANXA1-Notch1-p15信号轴所介导。在动物水平，血液成瘤小鼠模型确证了ANXA1在体内促进AML细胞增殖和缩短小鼠生存期的作用。最后，我们发现靶向阻断ANXA1联合蒽环类药物对AML的增殖具有协同抑制效果。这些研究为明确ANXA1成为AML药物靶点的潜在应用价值，以及为临床AML的治疗提供科学理论依据和新策略。最后特别感谢国家自然科学基金给予的课题资助。