GLIPR1表达下调阻碍急性髓系白血病细胞分化的作用及其机制研究

Our previous studies showed that tumor suppressor GLIPR1 was frequently silenced by methylation in acute myeloid Leukemia (AML). The down-regulated expression of GLIPR1 were associated with the differentiation and progress of AML cells.It suggested that GLIPR1 was the key gene involved in differentiation of AML cells. Moreover,it has been reported that the up-regulated expression of c-Myc played an important role in the development and progress of leukemia, and GLIPR1 can inhibit the transcription of c-Myc. For revealling the roles and mechanisms of GLIPR1 downregulation in inhibiting AML cells differentiation, in this project, we firstly will verify the effects of abnormal expressions of GLIPR1 and c-Myc on AML cell diffrerntiation. And then,we will analyze the negative regulation of c-Myc expression by GLIPR1 and its association with AML cells differentiation.lastly, we will explore the signal mechanism by which GLIPR1 negatively regulate the expression of c-Myc in AML cells.The data will not only reveal the roles and mechanisms of GLIPR1 downregulation in inhibiting AML cells differentiation,but also provide scienctific evidences for GLIPR1 as the targeted gene induced differentiation therapy in AML, which has important theoretical significance and promising clinical value.

我们前期研究发现：抑瘤基因GLIPR1在急性髓系白血病(AML)中因启动子高甲 基化而低表达，并与AML细胞的分化和疾病进展相关，提示GLIPR1是诱导AML细胞分化的关键基因。已有的文献研究显示，癌基因c-Myc表达上调在白血病发生发展中亦具有重要作用，GLIPR1能转录抑制c-Myc的表达。为揭示GLIPR1低表达在阻碍AML分化中的作用及其机制，项目首先研究GLIPR1与c-Myc表达异常在AML细胞分化中的作用；然后分析GLIPR1对AML细胞中c-Myc的负调控作用及其与细胞分化的关系；最后探讨AML细胞中GLIPR1负调控c-Myc表达的信号机制。项目研究不仅有助于揭示GLIPR1表达下调阻碍AML细胞分化的作用及其分子机制，而且能为GLIPR1作为AML诱导分化治疗的靶标提供科学依据，具有重要的理论意义和潜在的临床应用价值。

化疗药物抑制白血病细胞增殖、全反式维甲酸诱导细胞分化、亚砷酸诱导细胞凋亡是白血病治疗的重要策略。然而，药物通过何种基因起治疗作用以及靶基因对白血病细胞增殖、分化、凋亡的作用机制仍不明确。本课题基于我们的前期研究发现抑瘤基因GLIPR1在急性髓系白血病(AML)中因启动子高甲基化而低表达，并与AML细胞的分化和疾病进展相关，我们提出假说：GLIPR1通过转录抑制c-myc的表达进而诱导AML细胞分化。本课题获得国家自然科学基金资助以后，经过3年研究，我们采用体外细胞模型和临床白血病治疗模型初步揭示了GLIPR1低表达在阻碍AML分化中的作用及其机制。我们通过脂质体和慢病毒感染转染白血病HL-60细胞系和Kasumi-1细胞系，获得稳定过表达GLIPR1细胞模型；通过免疫印迹法检测过表达GLIPR1的HL-60细胞系和Kasumi-1细胞系中C-myc表达水平，发现GLIPR1高表达可引起白血病细胞中C-myc蛋白表达下调；流式细胞仪检测过表达细胞系中细胞分化标志CD11b的表达变化，证实GLIPR1高表达可能诱导白血病细胞分化。采用MTT法和流式凋亡检测证实，过表达GLIPR1显著抑制白血病细胞系增殖，促进白血病细胞的凋亡。我们进一步检测5种白血病细胞系中GLIPR1的表达水平和甲基化状态，结果证实，GLIPR1基因在急性髓系白血病细胞株的甲基化水平高于慢性髓系白血病和急性淋巴细胞白血病细胞株；在临床白血病病人骨髓细胞中检测GLIPR1基因的表达情况，结果证实GLIPR1基因在急性髓系白血病骨髓中的平均表达水平明显低于对照组，急性髓系白血病骨髓GLIPR1基因甲基化阳性率明显高于对照骨髓，且表达水平与白血病完全缓解密切相关。我们通过采用免疫印迹法检测稳定过表达GLIPR1细胞系CK1α,GSK-3β,β-catanin,C-myc蛋白表达及磷酸化水平，结果证实：GLIPR1通过上调CK1α、GSK-3β蛋白，下调β-catanin、C-myc，抑制白血病细胞增殖和促进分化，且GLIPR1通过CK1α/GSK-3β/β-catanin信号途径调控β-catanin和C-myc表达水平及活性。本项目研究不仅有助于揭示GLIPR1表达下调阻碍AML细胞分化的作用及其分子机制，而且能为GLIPR1作为AML诱导分化治疗的靶标提供科学依据。