E3泛素连接酶β-TRCP在慢性髓性白血病伊马替尼耐药中的作用及机制研究

Imatinib has been considered as first-line treatment of chronic myeloid leukemia (CML). However, the problem of imatinib resistance remains a challenge for CML treatment. Accumulating evidences show that E3 ubiquitin ligase could play an important role in the imatinib-resistance of CML. β-TRCP, which belongs to F-box protein, is the component of SCF(Skp1-Cullin-F-box) E3 ubiquitin ligase. Our preliminary data shows that down-regulation of β-TRCP increases the sensitivity of imatinib in CML cells. Bioinformatic analysis reveal that BCL-6 corepressor (BCOR) contains β-TRCP targeting motif. We further find that down-regulation of β-TRCP significantly increases BCOR protein level without changing the mRNA level. Based on these studies, we hypothesize that β-TRCP is involved in the imatinib resistance by regulating the degradation of BCOR through ubiquitin-proteasome pathway. In the proposed project, we intend to investigate the effect of β-TRCP up/down-regulation on the proliferation, differentiation and imatinib resistance of CML cells, and to indentify the molecular details of β-TRCP in the degradation of BCOR. We will further evaluate the feasibility to increase imatinib sensitivity by targeting β-TRCP in NOD/SCID mice. Our study will uncover new mechanisms of imatinib resistance, which is of great significance to overcome imatinib resistance in CML.

虽然伊马替尼（IM）大大改善了慢性髓性白血病（CML）的治疗及预后，但耐药问题日益严重。研究显示，E3泛素连接酶异常在CML细胞的存活和耐药中发挥重要作用。β-TRCP属于F-box蛋白，是SCF型E3泛素连接酶的关键组分。我们前期研究显示，敲除β-TRCP可增强CML耐药细胞的IM敏感性。生物信息学分析发现BCL-6共抑制因子（BCOR）含有β-TRCP的作用基序。进一步发现下调β-TRCP表达后，BCOR的蛋白水平显著升高，而mRNA水平没有显著变化。因此，我们提出假设：β-TRCP可通过介导BCOR的泛素-蛋白酶体途径降解参与IM的耐药。本研究拟采用慢病毒干预β-TRCP在CML细胞中的表达，明确其对BCOR降解的影响，研究其在CML耐药中的作用，并利用NOD/SCID小鼠从体内探讨靶向β-TRCP逆转IM耐药的可行性。该研究将揭示CML耐药的新机制，对克服CML耐药具有重要意义。

虽然伊马替尼（IM）大大改善了慢性髓性白血病（CML）的治疗及预后，但耐药问题日益严重。研究显示，E3泛素连接酶异常在CML细胞的存活和耐药中发挥重要作用。βTrcp属于F-box蛋白，是SCF型E3泛素连接酶的关键组分。我们研究发现βTrcp在CML各期患者中的表达水平均高于健康对照者，伊马替尼耐药组βTrcp的表达明显高于伊马替尼敏感组，提示βTrcp在CML的发生发展和伊马替尼耐药中发挥重要作用。我们进一步发现敲除βTrcp可抑制CML细胞增殖，促进其红系分化，增强CML耐药细胞的伊马替尼敏感性，更为重要的是下调βTrcp可诱导T315I突变的原代CML细胞凋亡及分化，为克服T315I突变提供了新靶点。生物信息学分析发现BCL-6共抑制因子（BCOR）含有βTrcp的作用基序。进一步发现下调βTrcp表达后，BCOR的蛋白水平显著升高，而mRNA水平没有显著变化。在CML细胞中采用蛋白酶体特异性抑制剂Lactacystin处理或下调βTrcp后BCOR蛋白的降解显著变慢，半衰期明显延长。以上结果提示BCOR蛋白由βTrcp介导通过泛素-蛋白酶体途径降解。进一步发现，BCOR蛋白1577ESGYD1581序列是βTrcp的结合位点，其突变影响BCOR泛素化，是其降解决定子。有研究报道BCOR参与非经典的多梳蛋白复合体1（PRC1）的组成，通过与染色体结合，介导表观遗传修饰。我们发现在CML中，BCOR下调可促进组蛋白H3第27位赖氨酸三甲基化，对癌基因HOXA簇的转录抑制作用减弱，进而加速细胞周期进程，促进CML细胞增殖。本课题深入研究了βTrcp及其底物BCOR的生物学功能，探索了靶向βTrcp联合TKI治疗CML的可能性，为逆转伊马替尼耐药、预防CML复发提供新鞭点，具有重要的临床意义。