长链非编码RNA TUG1作为ceRNA 参与PU.1促进白血病演进的功能和机制探讨

Acute myeloid leukemia originate from the disorders of hematopoietic stem cells. Previous studies have found that transcription factor PU.1 may play a critical role in the leukemogenesis, but the mechanism has not been fully elucidated. LncRNA-Chip results showed that lncRNA TUG1 was down-regulated in PU.1 expressed leukemia cells, which suggests that TUG1 may participate in the progress of PU.1 induced leukemia. Combined with the bioinformatics prediction and in vitro experiment results, we propose the hypothesis that TUG1 may down-regulate miR-9 as a competing endogenous RNA (ceRNA). In the future, we expect to clarify the mechanism of TUG1 on miR-9 expression in hematopoiesis. The aim of this project is to reveal the biological function and mechanism of TUG1 in PU.1 induced leukemia, and to provide a reliable basis for exploring new diagnostic biomarkers or therapeutic targets.

急性髓系白血病是起源于造血干细胞的恶性克隆性疾病。既往研究发现转录因子PU.1可能主要通过复杂的信号网络在造血干细胞恶性转化过程中发挥生物学作用，但其机制尚未完全阐明。前期芯片和验证结果显示长链非编码RNA TUG1在PU.1转染的白血病细胞中呈低丰度表达，由此提出TUG1可能参与PU.1促进白血病演进的假说。结合生物信息学预测和初步功能实验，发现TUG1可能通过竞争性内源RNA的方式结合miR-9，调控miR-9靶基因Foxo3a水平发挥作用。后续拟从分子、细胞、动物模型以及临床病理等不同层次开展PU.1、TUG1和miR-9三者间的调控机制和生物学意义研究，以期从lncRNA的新视点探讨PU.1在造血干细胞异常分化演进为白血病过程中的分子机理。本项目旨在揭示TUG1在PU.1相关白血病中的生物学作用和机制，为探索新型白血病诊断标志物或治疗靶标提供可靠的实验依据。

项目按预期进展较顺利，在本项目资助下以第一作者或通讯作者发表SCI文章六篇，另有一篇文章待发表。在已发表的六篇文章当中，一篇文章探讨miR-9通过增加活性氧（reactive oxygen species, ROS）浓度、并通过下调靶基因FoxO3的表达抑制造血干/祖细胞红系分化；另五篇文章通过Meta统计非编码RNA作为临床标志物在肿瘤病人诊断、预后的价值。部分项目研究计划如TUG1与miR-9直接相互作用的RIP实验预计短时间内可完成，该部分内容正待发表。除此之外，参加一次国内学术会议并在会议上做口头发言，共培养学术型硕士研究生3人。. 本项目通过体内骨髓移植实验、体外诱导鼠胚红系祖细胞分化实验、以及G1ER红系细胞分化实验，证明miR-9可以通过增加活性氧的浓度，明显抑制红系细胞的分化过程。与之一致的是，miR-9能明显抑制活性氧清除酶Superoxide dismutase (Sod2)、Catalase (Cat)、Glutathine peroxidase (Gpx1)等基因的表达。另外，我们通过实验发现，miR-9在红系细胞分化过程中抑制转录因子FoxO3和FoxO3下游靶基因Btg1和Cited2基因的表达。我们的发现表明miR-9的异常表达能够增加ROS并抑制ROS清除酶，调节FoxO3基因干预正常红系细胞分化过程，可能诱导急性髓细胞白血病过程中红系无效造血这一现象。