siRNA c60m3诱导慢粒白血病细胞系向红系分化的分子机制研究

Differentiation induction therapy is one of the most promising strategy for leukemia therapy.?We previously carried out a high-throughput screening of erythroid differentiation-inducing siRNAs on human chronic myeloid leukemia K562 cells. siRNA c60m3 screened from the library was able to induce K562 cells differentiation along erythrocytic lineage significantly and also slow down cell proliferation rate. But the mechanism for erythroid differentiation induction is still unknown. Therefore, we will conduct further study in several aspects. Firstly,.we will find the putative target genes of siRNA c60m3 by two approaches, which are .microarray analysis of whole-genome gene expression profiling and biotinylated siRNA. Secondly, the effect of these genes on erythroid differentiation and cell growth of K562 cells will be validated in order to choose the functional genes. Finally, we will further study the interactions between these functional genes and key erythroid-specific transcription factors and major proteins in related signaling pathways, in order to elucidate the mechanism of gene functions. In summary, our study will clarify the mechanism of siRNA c60m3 effects on erythroid differentiation by acting on the downstream target genes.Moreover, this study aims to find new targets for the treatment of chronic myeloid leukemia and provide new data for differentiation therapy of cancers.

诱导分化治疗是白血病治疗策略中最具潜能的方向之一。我们前期研究中，通过siRNA文库的筛选获得了能明显诱导慢粒K562细胞向红系分化的siRNA clone-60-mut-3（siRNA c60m3），此siRNA还抑制了细胞生长，但机制未明。因此，本项目拟在原有基础上，1）通过表达谱芯片与生物素标记的siRNA的方法，寻找此siRNA可能作用的下游靶基因；2）通过过表达及低表达候选基因，研究其对K562细胞生长、分化的影响，筛选出有功能作用的基因； 3）研究有功能作用的基因与红系分化关键转录因子如GATA1及分化信号通路中关键分子的相互作用，初步阐明基因作用机制。本研究将：明确siRNA c60m3 通过作用于靶基因诱导K562细胞向红系分化过程中所参与的信号通路及分子机制；力求发现慢性粒细胞白血病治疗的新靶点，为肿瘤的诱导分化治疗提供新的线索。

诱导分化治疗是白血病治疗中最具潜力的治疗策略之一。在前期研究中，我们通过siRNA文库的高通量筛选获得了能明显诱导慢粒K562细胞向红系分化的siRNA clone-60-mut-3（siRNA c60m3），该siRNA还抑制了K562细胞的生长，但其分子机制未明。本项目在原有研究基础上探讨了siRNA c60m3可能作用的靶基因及诱导红系分化的分子机制，并且发现了一个新的可以诱导K562细胞向红系分化的基因。首先，通过lncRNA芯片获得了与siRNA c60m3可能相互作用的基因及lncRNAs。与阴性对照组相比，共有200多个基因与200多个lncRNAs在siRNA c60m3组中显著差异表达，其中大部分基因与lncRNAs没有报道与红系分化或细胞增殖相关，作为siRNA c60m3的候选靶基因。其次，通过生物素标记的siRNA与测序相结合的方法获得了siRNA c60m3可能直接作用的靶基因。与阴性对照组相比，siRNA c60m3组中表达上调的基因有382个，这些基因可能是siRNA c60m3直接作用的靶标。通过GO-Pathway分析发现，筛选到的差异基因涉及与细胞分化、增殖等相关的信号通路，比如Hematopoietic cell lineage、Wnt、JAK-STAT、MAPK、mTOR 等信号通路，表明siRNA c60m3与靶基因相互作用后，可能通过调控这些信号通路，从而促进了K562细胞的红系分化并抑制了细胞的生长。最后，通过基因功能研究，发现了一个可以促进K562细胞向红系分化的新基因Gene X，该基因使K562细胞红系分化特异性分子CD235表达升高，并抑制了K562细胞的增殖。至目前为止，未有报道该基因与红系分化或细胞增殖相关，是一个基因功能的新发现。我们的研究结果初步阐明了siRNA c60m3可能作用的靶基因及促进红系分化的机制，为肿瘤细胞分化机制的研究提供了新的线索，也为白血病的诱导分化治疗提供了新的潜在药物作用靶点及新思路。