BMX/STAT3通路在PTPN21调控急性淋巴细胞白血病逃逸NK细胞杀伤中的作用及机制研究

Relapse is one of the most difficult problems in clinical treatment of acute lymphoid leukemia (ALL), and escaping from NK killing is one of the most important mechanisms of the ALL relapse. In our previous study, we found that the expression profile of PTPN21 in ALL cells was increased, and the sensitivity of ALL cell line after knocking out PTPN21 gene to NK cells was significantly enhanced, suggesting that PTPN21 is involved in the immune escape process of ALL to NK cells. In further studies we found that PTPN21 was involved in the expression regulation of HLA class I molecules on the cell surface of ALL. After knocking out PTPN21 gene the chaperone of endogenous antigen presenting LMP7 decreased significantly, which may result in a decrease of HLA class I molecules on the cell surface. As a result, the KIR-HLAI signaling axis is blocked ,and the killing activity of NK is improved. This project will focus on the research of PTPN21 mediated ALL escape NK killing, study the effect of PTPN21 expression in ALL on the function of leukemia cells and of NK cells, explore the mechanism of PTPN21 regulate the expression profile of HLA class I molecular on ALL cell surface via BMX/STAT3/LMP7 signal axis, provide a new idea and therapeutic target for the prevention and treatment of ALL recurrence.

急性淋巴细胞白血病（ALL）复发是临床治疗的一大难题，ALL逃逸NK细胞的杀伤是复发的重要机制之一。本课题组前期实验发现PTPN21在ALL细胞中表达水平增高，敲除PTPN21基因后ALL对NK细胞的杀伤敏感性显著性增强，提示PTPN21参与ALL对NK细胞的免疫逃逸过程。进一步研究发现PTPN21参与调控ALL细胞表面HLAI类分子的表面分布。研究发现PTPN21基因敲除后抗原提呈伴侣分子LMP7的合成障碍，HLAI类分子细胞表面分布减少，阻断KIR-HLAI信号轴，提高了NK细胞的杀伤活性。本项目组将围绕PTPN21介导ALL逃逸NK细胞杀伤展开研究，研究ALL细胞中PTPN21的表达对白血病细胞和NK细胞功能的影响，探索PTPN21通过BMX/STAT3/LMP7信号轴调控ALL细胞表面HLAI类分子分布的机制，为预防和治疗ALL复发提供新的思路和靶点。

急性淋巴细胞白血病（ALL）复发是临床治疗的一大难题，ALL逃逸NK细胞的杀伤是复发的重要机制之一。PTPN21是酪氨酸磷酸酶分子，酪氨酸激酶（PTKs）和磷酸酶（PTPs）是血液系统恶性疾病发生的重要参与者和执行者。本课题组前期实验发现PTPN21在ALL细胞中表达水平增高，敲除PTPN21基因后ALL对NK细胞的杀伤敏感性显著性增强，提示PTPN21参与ALL对NK细胞的免疫逃逸过程。本项目主要研究内容及成果：1）本项目研究立足于临床问题，完善了急性淋巴细胞白血病临床标本库，建立了ALL疾病原代细胞株培养，用于ALL疾病模型的临床基础研究。研究测定PTPN21在初发及复发ALL原代白血病细胞和各种白血病细胞株（NALM6、Jurkat、Reh）中的表达水平和定位。2）本研究通过慢病毒转染技术获得PTPN21基因过表达及PTPN21基因敲除ALL细胞株（NALM6、Jurkat），构建了ALL细胞PTPN21长剪接体（CDSlong）和短剪接体（CDSshort），过表达CDSlong和CDSshort均可促进NALM6的细胞周期进展，两组过表达细胞G0/G1期的比例降低，S/G2/M期的比例升高。3）深入研究NK细胞株NK-92MI对不同PTPN21剪接体敲除NALM6细胞的杀伤反应不同，探索PTPN21在ALL逃逸NK细胞免疫杀伤中的作用及机制。4）通过转录组测序探索PTPN21 CDSlong剪切体对NK细胞的杀伤调控机制，PTPN21 CDSlong参与内源性抗原提成过程，敲除NALM6细胞中PTPN21长CDS剪接体后，细胞表面HLA-I分子分布减少，阻断“KIR-HLAI信号轴”，促进细胞逃逸NK杀伤。5）深入研究PTPN21 调控LMP7 分子的途径，揭示了PTPN21通过BMX/STAT3/LMP7信号轴调控ALL细胞表面HLAI类分子分布进而参与对NK细胞杀伤功能的调节。本项目提出了ALL 逃逸NK细胞杀伤的新论点，为深入阐释ALL复发后逃逸机体抗白血病免疫机制的研究提供了新的思路，为预防和治疗ALL复发提供新的治疗靶点，为推进NK细胞在ALL复发后治疗的临床应用提供新的指导，这将进一步丰富临床靶向药物及细胞免疫治疗研发的理论研究基础。