从遗传学及表观遗传学水平筛选慢性粒细胞白血病病程急变的标识物及潜在特异性药物

慢性粒细胞白血病(CML)是由伴有染色体异常的多能干细胞水平上的基因变异所引起。尽管人们对稳定的慢性期产生的机制取得了较为深入的了解，但对慢性期转变到加速期、最终导致急变过程中了解甚少。本项目组前期的研究提示：表观遗传修饰的变异可能在以上的转变过程中起到了至关重要的作用。本课题拟整合基因芯片、ChIP-on-chip和ChIP-Seq等高通量技术，选择CML为研究对象，计划采取细胞系、动物模型和临床样本三个体系，并通过正向和反向干扰的思路和手段，来研究CML细胞异常基因转录分子调控网络和表观遗传学的改变，以期从全基因组的角度，系统地探讨表观遗传信息网络的组成与运行的机制，绘制CML慢性期和急变期全基因组水平的组蛋白修饰图谱，挖掘出与CML病程进展相关的特异性组蛋白修饰分子，揭示表观遗传变异在CML病程中的作用和机制，为候选药物或者表观干预治疗提供理论基础，为临床诊断、预后提供潜在的标识。

慢性粒细胞白血病是由造血干细胞恶性转化引起的血液系统肿瘤，9号和22号染色体异位形成的融合基因BCR-ABL是该病形成的主要原因。我们对CML病人的骨髓CD34+细胞进行了基因芯片的检测，发现与表观修饰调控相关的胞内信号传导通路的变化。目前一线和二线治疗药物对对CML加速期和急变期的患者作用不明显，因此筛选新的可用于治疗CML的药物仍具有很大临床应用价值。我们构建了模拟CML发病进程的小鼠模型，发现可通过降低病毒滴度和骨髓移植数量延缓发病过程，小鼠模型发病时可见肝脾肿大、白细胞增多、髓外造血及白细胞的对内脏器官的侵润。通过化合物筛选得到一个新型结构分子Hu-17,它能诱导K562及耐药的K562-R细胞发生凋亡并扰乱细胞周期。同时检测到BCR-ABL蛋白及mRNA在Hu-17处理后下降， BCR-ABL下游调控的信号通路蛋白mTOR和STAT5磷酸化水平下降；促凋亡蛋白Bak增多以及细胞周期蛋白P27增多；我们还发现对白血病干细胞干性维持和自我更新有重要作用的蛋白FOXO3a水平在加药处理后显著下降。此外，利用基因芯片技术对Hu-17处理K562及K562-R后转录谱水平的变化进行了深入研究，发现了细胞因子与细胞因子受体相互作用通络、MAPK信号通路、Toll-like受体信号通路和NOD-like受体信号通路、表观修饰调控基因等再加药处理后发生了改变。对于该化合物我们已提交了专利申请。我们期望化合物Hu-17能为CML的治疗提供新的选择。