LMO2-miR-142调控路径在T、B淋巴细胞来源白血病中功能差异的研究

Clinical study showed that high level expression of LMO2 was a high-risk factor for the onset of T cell leukemia while predicted good prognosis in B cell leukemia. Our previous work demonstrated that miR-142, which could give rise to two forms of mature microRNA, miR-142-3p and miR-142-5p, was a crucial target of LMO2. Recent reports showed that in different types of tissues and cells, miR-142-3p and miR-142-5p exhibited different levels and different biological function, respectively. Herein we hypothesized that the unbalanced affect of LMO2 on miR-142-3p and miR-142-5p and its subsequent cellular effect in T or B lymphocytes might be the reason why LMO2 performed totally reversely in T cell leukemia vs B cell leukemia. To address this issue, we plan to ectopically express miR-142-3p or miR-142-5p respectively in human T or B cell lines and mouse T or B lymphocytes, identify the pivotal target genes downstream of LMO2-miR-142 pathway by combined transcripteome RNA sequencing and bioinformatics analysis. Our study will shed light on the mechanism of different performance of LMO2 in T cell leukemia vs B cell leukemia.

临床研究发现LMO2高表达在T淋巴细胞白血病中为促进发病的关键因素，但在B细胞白血病中为预后良好的指征。本研究前期证实miR-142是LMO2的重要调控靶点，miR-142前体可加工产生miR-142-3p和miR-142-5p两种成熟产物，近期相关报道显示不同来源组织与细胞中miR-142-3p与5p各自具有不同表达丰度与功能。基于此我们提出一个全新理论假说，即在T、B不同细胞背景下LMO2对miR-142-3p/ miR-142-5p表达丰度的差异化影响及其下游效应是其在T、B淋巴细胞白血病中表现出截然相反功能的分子生物学基础。本课题拟在人类T、B来源细胞系和小鼠T、B细胞中，差异化表达miR-142-3p和5p，进行全转录组RNA测序，通过对不同实验组别数据的生物信息学分析，鉴定LMO2-miR-142调控路径下的重要靶点，进而阐明LMO2在T、B淋巴细胞白血病中具有差异功能的机制。

原癌基因LMO2在造血与血管内皮系统中作为转录因子发挥重要作用，其在T淋巴细胞中的异常表达则会导致急性T淋巴细胞白血病发生，而在大多数上皮来源的组织及肿瘤细胞中，LMO2也具有普遍表达，且具有明显的细胞质定位。此外， LMO2蛋白只特异性地介导蛋白-蛋白间的相互作用，而缺乏与DNA直接结合的能力。在本研究中，我们针对LMO2蛋白桥梁分子的特点，鉴定了一系列能够与其发生相互作用的蛋白，在此基础上，我们进一步发现：在结直肠癌和乳腺癌中，LMO2可与Dishevelled家族成员DVL-1和DVL-2的PDZ结构域结合，靶向Wnt-β-catenin信号通路，通过抑制β-catenin信号通路的激活，而发挥降低肿瘤细胞生长的抑癌功能；在不同亚型的乳腺癌中LMO2具有不同的表现：在Basal亚型中，LMO2可通过靶向cofilin1蛋白，增强细胞微丝骨架的不稳定性，同时可通过介导ARP3与profilin1的蛋白相互作用，促进细胞丝状与板状伪足的形成，促进细胞的迁移运动，进而促进肿瘤细胞的侵袭和转移；大数据分析显示在Luminal A亚型中，LMO2高表达提示预后不良，且LMO2与多数促肿瘤发生发展的信号通路相关联，而在Her2亚型中，LMO2高表达提示预后良好，且却缺乏与这些通路的关联，并显示出一定程度的肿瘤抑制特征；在造血来源的细胞中，我们发现LMO2调控表达基因的功能主要富集于淋巴细胞的增殖、分化与激活方面，同时富集分析显示受LMO2调控的转录motif除传统的E-box与GATA外，还包括ETS、CREB、PU1等重要的造血发育相关转录因子识别位点，且在急性髓系白血病（AML）和弥漫性大B细胞淋巴瘤（DLBCL）中LMO2的关联调控基因在功能富集与转录motif富集等方面存在显著差别。综合以上数据，我们的研究显示LMO2在不同组织细胞背景下具有差异化多样化的功能机制。