新的候选癌基因Np17在急性髓系白血病中的作用和机制的研究

Acute myeloid leukemia (AML) is a group of common hematopoietic malignancies with a 5-year overall survival (OS) of <40% and characterized by abnormal proliferation, differentiation and apoptosis blockages of myeloid cells, however, little is known about their mechanisms. Recently, we identified a novel gene Np17 which is highly homologous to the viral oncogne Np9. Our preliminary results showed that Np17 gene significantly promoted the growth of human myeloid leukemia cells in vitro and in mice, and up-regulated a panel of transcription factors involved in the proliferation, differentiation and apoptosis of AML cells. Importantly, Np17 mRNA level in AML patients was significantly higher than that in normal subjects and associated with prognosis. Thus, we hypothesize that Np17 is a novel candidate oncogene and its action mechanism might be involved in abnormal proliferation, differentiation and apoptosis blockages of myeloid cells via regulating transcription factor network. In this proposal, we will evaluate the effects of Np17 gene on proliferation, differentiation and apoptosis of both myeloid leukemia cells and normal myeloid hematopoietic cells using various mouse models. We will also define the role and mechanisms of Np17 gene in AML using Co-immunoprecipitation, protein mass spectrometry, CHIP-seq and other techniques. The results will enhance our understanding of AML pathogenesis, and enable us to develop novel leukemia therapy using Np17 as target.

急性髓系白血病(AML)是一类常见的血液肿瘤,其5年生存率不足40%。白血病细胞增殖失控、分化障碍、凋亡受阻是其主要病理特征,但其确切机制不详。我们新近鉴定出一种与病毒癌基因Np9具有高度同源的新基因Np17。初步研究结果表明Np17基因能显著促进人髓系白血病细胞生长，上调多个与AML细胞增殖、分化和凋亡相关的转录因子。Np17基因在一些AML患者呈高表达状态,并且与预后相关。由此，我们假设Np17基因是一种新的候选癌基因，其作用机制是通过调控转录因子网络参与AML 细胞增殖失控、分化障碍、凋亡受阻病理过程。本研究拟在前期工作基础上，利用不同小鼠模型研究Np17基因对AML细胞和正常髓系造血细胞的增殖、分化和凋亡等功能的影响。应用免疫共沉淀、蛋白质质谱、ChIP-Seq等技术深入探讨Np17基因在AML发病过程中的作用和机制,为今后开发以Np17为靶标的白血病治疗策略提供理论依据。

背景:我们前期系列实验研究从肿瘤细胞鉴定出一种与病毒癌基因Np9具有较高同源性的新的候选基因Np17。本项目在前期工作基础上对Np17基因在急性髓系白血病中的作用和机制进行深入研究。主要研究内容：应用白血病细胞株、小鼠模型等研究Np17基因对AML细胞和正常髓系造血细胞的增殖、分化和凋亡等功能影响。应用免疫共沉淀、Western blot等技术深入探讨Np17在AML作用机制。重要结果和关键数据：（1）发现Np17基因主要存在于人、猩猩、绿猴等人猿总科高等生物，不存在于小鼠等其它生物；（2）发现人Np17基因位于8号染色体(8p23.1)，由7个外显子组成，编码149个氨基酸，分子量为16.8kDa。发现和证实Np17蛋白含一个进核信号肽PFSRWRK，是一个核蛋白，据此命名为Np17；（3）成功用Np17全长重组蛋白制备了特异性兔多克隆抗体（WB效价1:1000-5000）。应用Western blot和q-RT-PCR技术检测了不同样本内源性Np17蛋白和mRNA表达水平。结果发现白血病细胞株和白血病原代样本Np17蛋白和mRNA表达水平显著高于正常血细胞样本。检测81例AML患者样本Np17蛋白水平，阳性率为32.1%（26/81）。检测6例正常人CD34+细胞Np17蛋白水平，5例阴性，1例低水平表达；检测57例AML患者和11例正常人血细胞样本Np17 mRNA水平。发现59.65％ AML患者（34/57）Np17 mRNA表达高于正常对照组。Np17表达水平与AML难治复发有关；（4）对Np17基因功能研究发现，沉默Np17表达显著抑制髓系白血病细胞增殖和克隆形成能力，并诱导细胞凋亡。而过表达Np17则显著促进白血病细胞增殖、克隆形成能力。小鼠白血病移植瘤模型证实，沉默Np17基因表达显著抑制AML细胞在NSG小鼠体内生长，而过表达Np17基因则显著促进白血病细胞小鼠体内生长；（5）对Np17作用机制研究发现，Np17招募MDM2通过泛素介导的途径降解p53蛋白，是其促进肿瘤细胞生长的重要作用机制之一。科学意义：我们发现和证实Np17是一种具有负调控抑癌基因p53蛋白功能，与急性髓系白血病难治复发密切相关的新的癌基因。这一发现对于阐明急性髓系白血病难治复发机制提供新的思路，以及作为白血病潜在治疗性靶标具有重要科学意义和应用前景。