新融合基因TBLR1-RARa在急性早幼粒细胞白血病发病中的作用

Chromosome abnormality is one of the main characteristics of leukemia. Translocation t(15;17), which is a hallmark of acute promyelocytic leukemia ( APL ), is a reciprocal rearrangement between the PML gene on chromosome 15 and the RARA gene on chromosome 17 and generates PML-RARa fusion gene. We found a novel translocation t(3;17)(q26;q21) in a difficult case of APL, and the novel fusion gene of TBLR1-RARa (TR) was cloned and identified. In this proposal, we will investigate the roles of the novel fusion gene in the APL pathogenesis in the following 5 aspects: ① to explore the transcription regulation of TR on RARa target gene; ② to study whether the TR forms homodimer or heterodimer, and to identify the dimerization domain; ③to investigate the binding of TR with transcriptional co-repressor complexes, and the effect of ATRA on their binding; ④ to study the effect of TR on cell differentiation and apoptosis; ⑤ to explore the mechanisms through which TR triggers APL leukemogenesis in vivo, and the response to ATRA treatment. Through this proposal, we could clarify whether TR would inhibit the transcription of RARa target genes and to explore its mechanism, and to elucidate the mechanisms by which TR triggers APL leukemogenesis and the treatment efficacy of ATRA.

染色体核型异常是白血病的主要特征之一，最常见的t(15;17)异位形成PML-RARa融合基因，导致急性早幼粒细胞白血病（APL）的发生。我们在1例疑难APL病例中发现了一种新的t(3;17)(q26;q21)变异易位，并鉴定出一个新的TBLR1-RARa（TR）融合基因。本项目将从5个方面进行研究：①TR对RARa靶基因的转录调控作用；②TR是否形成同源/异源二聚体，同时明确形成同源/异源二聚体的结构域；③TR与转录辅助抑制复合物的结合及ATRA对其结合的影响，进一步阐释TR的转录调控机制；④TR对细胞分化、凋亡的作用；⑤TR体内致白血病作用及其对ATRA的治疗反应。通过本项目的研究，明确TR能否抑制RARa靶基因的转录并初步阐明其机制，阐明TR致白血病作用，明确ATRA 对该白血病的治疗作用。

在本研究中，我们对前期发现的一个新的TBLR1-RARα融合基因的功能及在白血病中的作用机制进行了研究。结果发现，TBLR1-RARα融合蛋白能够形成同源二聚体，并与维甲酸X受体（RXR）形成异源二聚体。TBLR1-RARα通过募集转录抑制复合物，抑制RARα下游靶基因的转录，从而促进白血病的发生。在 全反式维甲酸(ATRA) 的作用下，TBLR1-RARα 的表达下调，不再形成同源二聚体，同时介导转录抑制复合物的解离与降解，减弱 TBLR1-RARα 的转录抑制作用，以剂量和时间依赖的方式诱导细胞分化。此外，通过在小鼠Lin-造血祖细胞中过表达TBLR1-RARα基因，成功建立了一种新的白血病小鼠模型（TR），该模型的特征与文献中报道的急性早幼粒细胞白血病（APL）小鼠模型一致。我们发现单独使用ATRA或联合应用三氧化二砷（As2O3），都不能延长小鼠的生存期。然而，应用组蛋白去乙酰化酶抑制剂NL-101，能够显著延长小鼠的存活时间，为这种难治性白血病提供了一种新的治疗策略。