CD146在Ph阳性白血病发生发展中的作用及分子机制研究

CD146, a cell adhesion molecule that belongs to the immunoglobulin family, is involved in various physiological processes such as organogenesis and angiogenesis. CD146 is implicated in the growth and metastasis of a variety of tumor cells (e.g. melanoma cells). However, the role of CD146 in hematological malignancies remains unclear. Our preliminary data has shown that CD146 is aberrantly expressed in some Ph+ leukemia patients (CML and ALL), and CD146 expression is significantly elevated along the disease progression of CML patients. We have also demonstrated that CD146 significantly enhances the malignant transformation ability of BCR-ABL. Conversely, CD146 silence significantly inhibits the growth and colony-forming ability of K562 cells, while enhances their Imatinib sensitivity. In this project, we will study the relationship between CD146 expression and prognosis of Ph-positive leukemia patients and delineate the role of CD146 in the Ph-positive leukemogenesis and TKI (tyrosine kinase inhibitor) response/resistance with clinic samples，mouse models and various leukemia cell lines. In addition，we will explore how CD146 mediated signals enhance BCR-ABL driven leukemogenesis. This project will shed new light on the role of CD146 in Ph-positive leukemia and the mechanistic insights, which likely leads to novel strategies to improve the management of Ph-positive leukemia patients or even cure these diseases.

细胞黏附分子CD146属于免疫球蛋白家族，参与多种生理过程，如器官发生和血管生成。CD146也参与多种肿瘤细胞的生长和转移，如黑色素瘤，但其在恶性血液肿瘤中的功能与机制尚不清楚。预研究显示：CD146在部分Ph阳性（Ph+）白血病患者（CML和ALL）中异常高表达，且CD146表达随CML患者的疾病进展显著上调；CD146显著增强BCR-ABL的恶性转化能力；CD146沉默显著抑制K562细胞增殖和集落生成能力，且增强它们的伊马替尼敏感性。本项目拟利用临床样本、小鼠模型、白血病细胞系，从临床、动物、细胞和分子水平等多方面探讨CD146表达与Ph+白血病患者预后的关系，研究CD146在Ph+白血病发生发展中的作用及对酪氨酸激酶抑制剂反应的影响，初步明确CD146影响BCR-ABL致白血病能力的分子机制。本研究将揭示CD146在Ph+白血病中的功能与机制，有望为改善Ph+白血病治疗提供新策略。

CD146是一种具有跨膜结构的细胞黏附分子，属于免疫球蛋白(Ig)超家族成员，最初是黑色素瘤细胞上发现的肿瘤相关抗原，介导肿瘤细胞间、肿瘤-内皮细胞间的同型或异型黏附，促进肿瘤生长和转移，涉及的肿瘤达到15种以上，包括黑色素瘤、肾癌、胃癌、肺腺癌、乳腺癌、非小细胞肺癌、前列腺癌等。目前靶向CD146的人源化抗体（ABX-MA1）和阻滞性单抗AA98，在体外实验和动物实验中均取得良好进展。虽然CD146的研究在多个领域都取得了良好进展，但是其在正常造血和恶性血液病中的研究极少，而且主要集中在CD146的表达研究，未见功能和机制研究。本项目以Ph阳性白血病临床样本、细胞系以及CD146基因敲除小鼠动物模型为基础，开展了CD146在正常造血和Ph阳性白血病发生发展中的作用及机制研究，结果发现CD146在ph阳性急性淋巴细胞白血病（ALL）以及慢性粒细胞白血病（CML）急变期病人骨髓中异常高表达，CML患者从慢性期进展到急变期后CD146的表达显著上调。体外实验显示，过表达CD146促进Baf3细胞在Balb/c小鼠体内的生长，敲低CD146表达抑制Ph阳性细胞系的增殖和集落形成，联合伊马替尼后效果更加显著，并且能够抑制ph阳性细胞系对内皮细胞的黏附，western结果显示敲低CD146抑制了JNK的信号的活化。体内研究显示，CD146在小鼠的各种造血细胞均有表达，在小鼠造血细胞中敲除CD146后，小鼠外周血细胞数量和各群体比例没有明显变化，但是小鼠骨髓中LSK、LSKCD34+Flk2-、GMP、CMP干祖细胞显著增加，而MEP细胞显著下调，而成熟细胞群体数量没有显著变化。进一步小鼠BCR-ABL1 p190骨髓移植模型显示，虽然生存没有显著差异，但是CD146敲除后外周血GFP阳性细胞（白血病细胞）、肝脾等脏器肿大等要明显高于WT组。该研究结果，为阐明CD146在正常造血和ph阳性白血病的发生发展中的作用提供了一定的实验依据，为治疗ph阳性白血病提供新靶点，为靶向CD146治疗CD146阳性白血病提供可靠的实验基础。