变异型APL新再现性融合基因CPSF6-RARG致白血病机制研究

Atypical acute promyelocytic leukemia (APL) does not harbor PML-RARA fusion gene and the pathogenesis is unclear. By RNA sequencing we found a novel recurrent CPSF6-RARG fusion in 2 all-transretinoic acid (ATRA) resistant atypical APL patients. Interestingly, the patient also had RAS gene mutation. In previous study, we found that CPSF6-RARG fusion gene was able to produce homodimers and attenuate RARA/RXR transcriptional activity. However, ATRA could not induce the degradation of CPSF6-RARG fusion protein. Thus, we hypothesized that in addition to interference with the normal RARA/RXR function, RAS signaling pathway and CPSF6 might be involved in pathogenesis and drug resistance mechanisms of CPSF6-RARG fusion gene. We will further study the transcriptional inhibition complex formation ability and the effects on cell differentiation in CPSF6-RARG cell model, as well as the role of Ras signaling pathway. Moreover, we will construct the xenograft model and PDX model with NOG mice and explore the possible molecular pathogenesis and drug resistance mechanism. This project will provide theoretical and experimental basis for the pathogenesis and accurate diagnosis and treatment for atypical APL with CPSF6-RARG fusion gene.

变异型急性早幼粒细胞白血病(APL)因为不具有典型的PML-RARA融合基因，发病机制尚不明确。项目组前期通过RNA测序在2例全反式维甲酸（ATRA）耐药的变异型APL患者中，鉴定出一种再现性新融合基因CPSF6-RARG，并合并RAS基因突变。预实验结果提示CPSF6-RARG与经典PML-RARA类似，可形成同源二聚体抑制RARA/RXR转录，但其融合蛋白并不能完全被ATRA降解，因此我们推测除干扰RARA/RXR功能外，RAS信号通路和CPSF6基因也参与了CPSF6-RARG致病过程和耐药机制。本项目将在体外进一步研究CPSF6-RARG转录抑制复合体的形成能力，对ATRA诱导分化的影响，以及联合RAS通路致病机制，并通过异种小鼠移植和PDX模型在体内研究和验证其致病及耐药机制。本项目将为该类变异型APL的的发病机制及精准诊疗提供理论和实验基础。

变异型急性早幼粒细胞白血病（APL）患者临床表现与经典APL类似，但并不具有典型的PML-RARA融合基因，发病机制尚不明确，该类变异性APL患者对全反式维甲酸（ATRA）或砷剂诱导治疗反应较差，预后恶劣。项目组前期发现一种再现性新融合基因CPSF6-RARG，并合并RAS基因突变。本项目拟进一步总结分析变异型APL的临床和分子遗传学特征，利用体内外实验研究CPSF6-RARG融合基因的作用及机制，探讨其联合RAS突变的协同致病作用，并筛选可能的治疗药物。.本项目在实施期间，建立了国际最大队列的21例变异型APL队列，并从临床表型、转录组和基因突变层面解析了变异型APL区别于经典APL的临床和分子遗传学特征，聚焦变异型APL高频的CPSF6-RARG融合基因，分别在人脐带血干/祖细胞和融合基因条件性敲入小鼠中证明融合基因CPSF6-RARG具有促进髓系幼稚细胞扩增，抑制髓系成熟的作用，协同NRAS突变导致急性髓系白血病（AML）的发生；在分子层面上，明确CPSF6-RARG融合蛋白获得了增强的DNA结合能力，抑制髓系分化关键转录因子SPI1的转录，从而阻滞髓细胞的成熟。利用CPSF6-RARG协同NRAS突变的AML模型，发现去乙酰化酶抑制剂chidamide能有效延长白血病小鼠的生存，减轻白血病负荷，促进髓系细胞的分化，有望是此类患者治疗的候选药物，研究成果为变异型APL的精准诊疗提供了重要的理论指导。.本项目按时完成了原计划任务，在国际重要学术刊物上，发表论文18篇，申报发明专利2项，授权专利1项，培养研究生12名，相关成果获得2021年华夏医学科技三等奖和江苏省医学科技三等奖。