CENPA促进急性巨核细胞白血病的功能及机制研究

Acute megakaryoblastic leukemia (AMKL) is an aggressive and life-threatening hematological malignancy with unclear molecular pathology and untargeted drugs. The lack of polyploid megakaryocytes is the main cause of AMKL that accompanied by a block in differentiation of leukemic blasts, yet the key factor involved in the differention of megakaryocytes was not uncovered. Centromere protein A (CENPA) is one of the fundamental components of the human active kinetochore and highly expressed in most solid tumors, yet the role of it in hematological malignancy is unclear. Our previous studies have shown that CENPA is overexpressed in AML, and shCENPA obviously promotes the differentiation of megakaryocytes. We aim to reveal the mechnisms underlying the oncogenic role of CENPA in AMKL, we will (1) determine the critical role of CENPA in AMKL mediated by 6133/MPL transplantation mouse model. (2) reveal the effect of CENPA on megakaryocyte differentiation and explore the mechanism and regulation of CENPA on AMKL development. (3) investigate the therapeutic effect of targeting CENPA in AMKL mice model. This study will help to interpret the important biological functions of CENPA in AMKL and will provide new targets or strategy for the differentiation therapy for AMKL.

急性巨核细胞白血病(AMKL)为一种病理机制复杂且难治的血液肿瘤，无特效药物治疗，严重威胁患者健康。巨核细胞分化受阻是导致AMKL的主要原因，然而目前尚未找到巨核细胞分化的关键因子。细胞有丝分裂中的着丝粒蛋白A(CENPA)在多数实体瘤中异常高表达，但CENPA在AMKL中的作用及调控机制尚未报道。我们前期初步研究显示，CENPA在急性髓系白血病患者中高表达，且抑制CENPA能够有效促进巨核细胞分化。本项目拟探讨CENPA在AMKL中的生物学功能及机制：（1）利用小鼠AMKL疾病模型分析CENPA在AMKL中的作用；（2）明确CENPA对巨核细胞分化、多倍体化的影响并探讨其调控AMKL发生的作用机制；（3）在小鼠AMKL疾病模型中初步探讨靶向CENPA的治疗作用。本项目有望阐明CENPA在急性巨核细胞白血病中的生物学功能，并为诱导巨核细胞分化治疗AMKL提供新的作用靶点。

急性巨核细胞白血病（AMKL）是一种以异常的原始巨核细胞增多为特征的急性髓系白血病，巨核细胞分化受阻是导致AMKL的主要原因，然而目前尚未找到巨核细胞分化的关键因子。本项目提出细胞有丝分裂中的着丝粒蛋白A(CENPA)可能是巨核细胞发育分化及多倍体化过程中的关键调控因子的假说并加以验证。首先通过分析造血干细胞逐步分化为巨核细胞-红细胞祖细胞，巨核细胞集落及巨核细胞过程中CENPA的表达水平变化，发现CENPA表达水平在巨核细胞分化过程中逐渐升高。随后在多种体外细胞系中构建诱导巨核细胞分化模型，通过过表达或下调CENPA研究其对巨核细胞分化及多倍体化的影响。结果发现CENPA过表达抑制巨核细胞分化及多倍体化，CENPA下调促进巨核细胞分化及多倍体化。通过检测CENPA过表达及敲低的稳定细胞系中细胞周期和细胞凋亡的变化，发现在体外巨核细胞分化模型中CENPA过表达促进S期巨核细胞增多且抑制细胞凋亡，CENPA下调促进G2/M期巨核细胞增加且促进细胞凋亡。本研究紧跟学科发展前沿，进一步从CENPA与组蛋白伴侣HJURP识别与结合能力的角度初步探讨了CENPA调控巨核细胞分化及多倍体化的分子机制。针对Ser68磷酸化、Lys124泛素化位点构建CENPA不同形式突变体（S68A，S68Q，K124R），结果发现S68Q及K124R突变促进巨核细胞分化及多倍体化，促进G2/M期巨核细胞增加。本研究揭示了CENPA在巨核细胞分化以及多倍体化中的生物学功能，初步阐明CENPA磷酸化以及泛素化调控巨核细胞分化及多倍体化的分子机制，为临床上诱导巨核细胞分化治疗AMKL提供新的思路和治疗靶点。