ANP32A在髓系白血病发生中的功能和机制研究

Synergestic interaction among genetic alterations and abnormal epigentics modifications and gene expression is essential for leukemogenesis. The role of ANP32A ovexpression in this process and its mechanism have not been reported. Our preliminary study found that ANP32A promoted leukemia cell proliferation, participated histone H3 modifications and synergized with MLL-AF9 to transform mouse bone marrow cells. First, this study will will integrate molecular biology techniques including ChIP-Seq, gene chip, immunofluorescence and immunoprecipitation, in vitro kinase assay etc to reveal the whole genome bingding sites , identify interacting proteins, verify its function on H3 histone modification and its effect on the activity of the related enzyme complex. Second, we will utilize MLL-AF9 knockin and Anp32a knockout mice and/or bone marrow transplantation technique to investigate the effect of Anp32a on leukemogensis in vivo. Finally, We will also explore the strategy to intefere ANP32A function that potentially impairs leukemia cell proliferation. We will also create transgenic mice to express interfering peptide in an inducible manner, by which we test if interfering endogenous Aanp32a function may have therapeutic effec on MLL-AF9-induced leukemogenesis. This study will systematically clarify the mechnism by which ANP32A synergize with MLL-AF9 and histone modifications to induce leukemia and provide novel target for leukemia therapy.

遗传变异、表观遗传和基因表达异常之间的协同作用是白血病发生的关键；ANP32A过表达在此过程中的作用和机制尚未见相关报道。前期研究发现ANP32A促进白血病细胞增殖、参与H3组蛋白修饰、协同MLL-AF9转化骨髓细胞；本项目将首先综合运用ChIP-Seq、基因芯片、免疫荧光和共沉淀、体外激酶试验等技术，系统揭示ANP32A全基因组的靶向位点和互作蛋白以及影响H3组蛋白修饰和相关酶复合物活性的分子机制。其次，利用MLL-AF9敲入和Anp32a敲除小鼠结合骨髓移植探讨ANP32A体内促进白血病发生的功能。最后，体外验证干预Anp32a功能抑制白血病细胞增殖的功能，并建立可诱导表达转基因小鼠体内验证干预内源Anp32a对MLL-AF9诱发白血病的治疗效果。本研究将系统阐明ANP32A与MLL-AF9、组蛋白修饰协同诱发白血病的机制，为白血病防治提供新靶点。

遗传变异、表观遗传和基因表达异常之间的协同作用是急性髓系白血病（acute myeloid leukemia，AML）发生的关键。我们在前期研究中发现酸性核磷酸化蛋白32家族成员A（acid nuclear phosphoporotein 32 family member A，ANP32A）在AML中表达显著升高，但ANP32A在AML发生发展过程中的作用和机制未知。我们研究发现ANP32A的缺损导致白血病细胞增殖减少、细胞周期阻滞和细胞凋亡；ANP32A缺失显著损害MLL-AF9体外转化小鼠骨髓细胞的能力。在小鼠模型中，ANP32A下调破坏了急性巨核细胞白血病（acute megakaryoblast leukemia，AMKL，为AML的一种）细胞6133/MPLW5L在小鼠体内诱导AMKL的能力，骨髓移植受体小鼠能够存活，而对照6133/MPLW5L细胞受体小鼠在2周左右死亡。ANP32A下调显著抑制AML病人原代细胞增殖、克隆形成能力，导致细胞凋亡。这些结果表明ANP32A是维持AML细胞增殖、存活所必需。其次，我们通过microarray发现ANP32A下调影响了一系列增殖、凋亡和细胞周期基因的表达包括cyclinD、BCL2、Myc等，但回复这些基因表达无法恢复增殖。ANP32A下调影响脂质代谢基因表达，并且APOC1表达能恢复细胞增殖。通过ChIP-Seq技术，我们发现ANP32A下调导致组蛋白H3乙酰化水平整体降低，并且其H3乙酰化变化与基因表达谱变化一致。这些结果表明ANP32A通过增加H3乙酰化调控脂质代谢基因表达从而促进白血病发生发展。第三，我们设计干扰ANP32A和H3相互作用的多肽H3BP，证实H3BP能在体内体外有效抑制AML细胞系、AML病人原代细胞的增殖与克隆形成，抑制K562细胞皮下成瘤。这些结果表明靶向ANP32A和H3相互作用是治疗AML的新策略。我不仅阐释了ANP32A促进AML发生的分子机制，也为研发AML治疗新策略提供科学依据；ANP32A有望成为AML治疗的潜在靶点。