组蛋白乙酰转移酶2A（KAT2A）在儿童急性白血病中的作用机制研究

Histone regulation and histone modification, main content of histone code, are becoming hot spots of cancer research. Based on this theoretical guidance and large sample screening with our independent designand quantitative PCR chips, we found that KAT2A is one of histone modification genes which are significantly upregulated in pediatric acute leukemia.Early discovery: Oncomine database analysis showed KAT2A is significantly upregulated in leukemia and other tumors ; instantaneous interference of KAT2A resulted in promotion of apoptosis of leukemia cells ; apotosis PCR array and IPA software analysis showed KAT2A may affect NF-κB, MYC, P53 multiple signaling pathways. This study is going to explore the abnormal expression and clinical significance of KAT2A on the basis of preliminary studies; functional studies of KAT2A in leukemia cells will be analyzed through over expression, gene silencing and drug intervention system in vitro and in vivo; molecular mechanisms of KAT2A in leukemia will also be developed. Due to the abnormal expression of KAT2A in pediatric acute leukemia and its effect on the leukemia cells' proliferation, apoptosis and so on have not been reported, so this study has obvious innovation.

以"组蛋白密码"学说为核心的组蛋白调控、组蛋白修饰等均是当前肿瘤研究的新热点。KAT2A是我们以该学说为理论指导，应用自主设计的定量PCR芯片，大样本筛选发现的在儿童急性白血病中显著上调的组蛋白修饰基因。前期发现：Oncomine数据库分析显示KAT2A在白血病及多种肿瘤中显著上调；KAT2A瞬时干扰促进白血病细胞凋亡；凋亡PCR芯片和IPA软件分析显示KAT2A可能影响NF-κB、MYC、P53等多条重要信号通路。本研究拟在前期研究的基础上深入探讨儿童急性白血病标本中KAT2A基因的异常表达及其临床意义；经基因沉默、基因过表达、药物干预等技术进行系统的体内外功能研究，明确KAT2A基因在白血病细胞中的功能；初步阐明其在白血病发生、发展中的分子机制。由于KAT2A基因在儿童急性白血病中的异常表达以及其对白血病细胞凋亡的影响等均未见报道，因此本研究具有明显的创新性。

以“组蛋白密码”学说为核心的组蛋白调控、组蛋白修饰等均是当前肿瘤研究的新热点。KAT2A是我们以该学说为理论指导，应用自主设计的定量PCR芯片，大样本筛选发现的在儿童急性白血病中显著上调的组蛋白修饰基因。KAT2A基因在儿童急性白血病中的异常表达以及其对白血病细胞凋亡的影响等均未见报道。通过本项目的实施初步明确了KAT2A基因异常表达在儿童急性白血病中的临床意义，我们检测了105例儿童AML临床样本中KAT2A的表达情况以及与各临床参数的关系。实验结果表明KAT2A在儿童AML中的表达明显高于对照非白血病患儿骨髓样本（P<0.01）。进一步的数据分析表明KAT2A高表达患儿的生存时间明显短于低表达患儿（P<0.01），中位生存时间分别为23.7月和41.8月。 临床多因素回归分析表明KAT2A的表达可以作为一个独立的预后风险预测因素（P=0.046）。初步阐明KAT2A基因在白血病细胞中发挥的功能，使用Annexin-V检测试剂盒分析细胞的凋亡情况，结果显示KAT2A基因的瞬时干扰可以明显提高HL-60细胞的凋亡比例（Si-KAT2A：11.7%±2.3% vs Si-Nc：1.1%±0.78%，P<0.01）。表明KAT2A基因可能在HL-60细胞的凋亡中发挥作用。初步阐明KAT2A基因在白血病发生、发展中的分子机制。细胞凋亡相关的基因检测发现KAT2A瞬时干扰后有24个基因明显上调，37个基因明显下调，通过对这些差异基因进行IPA（Ingenuity Pathway Analysis）分析，建立了基因网络交互模型，整理出候选信号通路及其关键基因。IPA分析显示KAT2A基因对凋亡、增殖等一系列基因的调节作用极有可能通过5个关键信号通路来实现，分别为：NF-κB、MYC、P53、TNF和NR3C1。利用基因敲除体系敲除AML细胞中KAT2A的表达后对这些细胞进行组蛋白修饰分析，实验结果显示组蛋白H3乙酰化修饰的K14以及K9均有明显下降， K14以及K9可能为KAT2A的修饰底物。KAT2A在AML中的功能机制可能与其对H3K14和K9的乙酰化修饰有关，为后续研究奠定了重要基础。