异常活化的钙振荡模式在Ph+急性B淋巴细胞白血病发生发展中的作用机制研究

As a second messenger, calcium ions are important for cell growth, differentiation, and apoptosis and so on. As reported, there are ultra-activated calcium oscillations in BCR-ABL1+ B cell acute lymphoblastic leukemia (B-ALL) cells. BCR-ABL tyrosine-kinase inhibitor could totally attenuate the calcium oscillations in Ph+ B-ALL cells and led to cell apoptosis. We have already established a platform to real-time observe and record calcium oscillations in Ph+ B-ALL cells. After Orai1 or Stim1/2 deletion, the calcium oscillations in Ph+ B-ALL cells are supposed to be impaired. Next, we will explore the role of calcium oscillations in Ph+ B-ALL leukemogenesis and disease progression using both the leukemic cell line and leukemic mouse models. We will also uncover the signaling transduction pathway understream of calcium oscillations in Ph+ B-ALL cells and search for some new candidate therapeutic targets. Taking together, our research will provide new ideas and new opportunities for the treatment of Ph+ B cell acute lymphoblastic leukemia.

钙离子是重要的第二信使，钙离子信号通路在细胞生长、分化、凋亡过程中均发挥重要作用。研究表明，携带有BCR-ABL1融合基因的急性B淋巴细胞白血病（B-ALL）细胞中具有异常活化的钙离子振荡模式，用BCR-ABL1的蛋白酪氨酸激酶抑制剂处理该细胞，能有效抑制钙振荡，并引起该细胞凋亡。我们的前期工作已经成功建立实时观察和记录细胞钙离子振荡的的监测体系，我们计划通过敲除Ph+ B-ALL细胞钙振荡中钙离子内流的关键基因Orai1和Stim1/2，破坏细胞的钙振荡，分别从细胞系水平和整体动物水平研究钙振荡在Ph+ B-ALL发生发展中的作用，并进一步阐明钙振荡下游的信号传导通路，力求通过寻找钙振荡通路中可能的药物靶点，为Ph+急性B淋巴细胞白血病的治疗提供新思路和新契机。

钙信号是细胞中普遍存在的第二信使。几乎所有的细胞程序都直接或间接地受细胞内钙信号的影响。对于细胞内钙离子浓度的调节是许多生物体系所采用的最一般的信号机制。淋巴细胞中的钙信号在调控淋巴细胞的功能中起关键作用,淋巴细胞的激活、增殖以及功能的发挥都依靠钙信号的传导。钙离子信号通路在白血病的发生发展中有重要作用。有文献报道，在Ph+前B白血病细胞中存在有节律的钙振荡。我们研究了钙库调节的钙离子通道的破坏对Ph+的前B白血病细胞内钙火花的影响。用激光共聚焦显微镜记录了Ph+前B白血病细胞中存在有节律的钙振荡。以及对Orai1和Stim1/2基因敲除后Ph+的前B白血病细胞生长、周期、克隆形成等功能的评价。进一步，我们找到了Ph+前B白血病细胞中钙库调节的钙离子通道下游通路和可能的药物靶点。 我们敲除了钙库调节的钙离子通道基因Orai1和Stim1/2,发现对Ph+的前B白血病细胞有生长抑制作用，并且还影响到该细胞的细胞周期和克隆形成能力。通过转入可遗传编码的钙离子指示剂GCaMK6S，我们实时监控了细胞内的钙离子浓度。敲除了Orai1和Stim1/2基因的Ph+白血病细胞，节律性的钙火花受到了明显抑制。因此，破坏钙离子信号通路可能破坏白血病细胞的生长优势。进一步研究发现，Orai1和Stim1/2的下游可能是NFATc1。敲除NFATc1的Ph+白血病细胞能重复出Orai1和Stim1/2基因缺失的表型。建立了用激光共聚焦显微镜实时观察记录Ph+前B白血病细胞中钙离子振荡平台。发现钙库调节的钙离子通道信号通路对Ph+前B白血病细胞的生长有重要作用。进一步，我们发现了可能的药物靶点NFATc1，并进行了药物抑制前B白血病细胞生长的试验，发现NFATc1抑制剂，能有效抑制6种不同的前B白血病原代细胞系的生长。本研究为治疗前B细胞白血病的药物靶点提供了新的思路。