核糖体蛋白RPS14协同U2AF1突变参与非5q-MDS凋亡异常的机制研究

Ribosomal proteins (RP)S14 carries out a range of extraribosomal functions, such as regulating cellular proliferation, differentiation and apoptosis, besides being involved in the progress of protein biosynthesis. Our previous studies have showed that non 5q- MDS patients simultaneously carrying low RPS14 expression and U2AF1 mutation presented apoptotic induction of hematopoietic cells in bone marrow and shorter survival time. The role of RPS14 in the pathogenesis of non 5q- myelodysplastic syndromes (MDS) still remains unknown. The mechanism underling the phenomenon is still not well understood. c-Myc has been proved to play an important role in the process of cellular apoptosis. miR-145, a microRNA directly targeting at c-Myc, can negatively regulate the function of c-Myc. A recent study reported that RPS14 is a negative regulator of c-Myc through the mechanism of miR-145/c-Myc pathway. The mutation of U2 auxiliary factor 1,U2AF1,was reported as a novel MYC-synthetic lethal (MYC-SL)gene.RPS14 may have an essential function in aberrant MYC expression induced apoptosis based on U2AF1 mutation. To prove the hypothesis, methods such as transfection with lentivirus, RNA interferon, flow cytometry, real time PCR, reporting gene and western blot will be used in vitro to identify the role of RPS14/miR-145/c-Myc pathway in the apoptotic inclination of non 5q- MDS cells. This study will provide a new insight into the pathophysiology of MDS and a clue to search for new therapy for MDS.

非5q-MDS病人中存在核糖体蛋白(RP)S14 的低表达，其与病人U2AF1突变情况共同影响骨髓造血细胞凋亡，其机制有待进一步探讨。有研究表明，RPS14通过miR-145对原癌基因c-Myc进行负调控，我们的前期研究表明，RPS14表达与miR-145存在正相关，与c-Myc存在负相关，同时携带U2AF1突变及RPS14低表达的非5q-MDS患者骨髓细胞凋亡率更高，生存期更长。由此我们提出假设：RPS14可以通过miR-145介导对MYC mRNA的降解而实现对c-Myc功能的负调控。在非5q-MDS病人中，RPS14的低表达可以引起c-Myc功能异常活跃，在c-Myc异常的背景下，U2AF1突变所介导的合成致死效应，使细胞发生过度凋亡，进而使疾病呈现出细胞数目减少的临床特点。进一步挖掘RPS14对MDS骨髓细胞凋亡异常的作用，可能有助于我们理解疾病可能的发生机制。

该项目计划研究核糖体蛋白(RP)S14在非5q-骨髓增生异常综合征（MDS）病人中的异常表达，探究其与病人U2AF1突变共同影响骨髓造血细胞的凋亡情况，进而介导MDS患者骨髓异常造血的发生及疾病转归。我们的研究表明：RPS14在非 5q-MDS 中存在低表达，整合非5q-MDS病人U2AF1基因突变结果及RPS14表达水平显示，在RPS14半倍体剂量不足的非5q- MDS病人中，携带U2AF1基因突变的患者表现出更高的骨髓细胞凋亡率；而不携带U2AF1基因突变的病人，其骨髓细胞无明显凋亡亢进。体外试验发现，在敲除RPS14（RPS14-KD）的SKM-1细胞中，miR-145的表达减低，低表达的miR-145对其下游MYC mRNA的降解作用减弱，使得c-Myc在RPS14-KD的SKM-1细胞中的表达升高，在c-Myc过度活跃的RPS14-KD SKM-1细胞背景下，诱导U2AF1过表达/突变，体外功能学试验验证U2AF1突变与c-Myc的合成致死效应，如凋亡亢进、增殖受抑。我们的研究取得了如下成果：1.部分病程缓进的非5q-MDS病人中存在RPS14低表达及U2AF1突变；且与患者的低转白率和较长的无转白生存期相关（2018 中华血液学杂志；2020 临床血液学杂志）；2.RPS14可通过miR-145介导对MYC mRNA的降解而实现对c-Myc功能的负调控，在c-Myc异常表达的背景下，联合U2AF1突变所介导的合成致死效应（MYC-synthetic lethal effect），使细胞发生过度凋亡及增殖受抑（Blood、BMT审稿中）；3.RPS14低表达联合U2AF1基因突变可介导骨髓细胞的异常凋亡，进而使疾病呈现出骨髓造血细胞数目减少的临床特点，同时可能与疾病较低的白血病转化率有关（2021 Front Immunol）。目前国内外尚无相关研究报道，该项目从MDS疾病的异质性入手，聚焦于RPS14低表达的非5q-MDS病人，对c-Myc及U2AF1突变的合成致死效应在MDS中的作用进行探讨，提示合成性致死方法可以靶向作用于存在细胞缺陷的MDS细胞，不危害健康细胞，将为临床治疗MDS提供新的思路和干预手段。