转录因子PU.1在混合谱系白血病(MLL)中促进肿瘤生长的作用机制研究

Translocations that involve the mixed lineage leukaemia (MLL) gene identify a unique group of acute leukaemias, and often predict a poor prognosis. PU.1 is one of key regulators of hematopoietic cell development, a tightly-regulated lineage-specific process. Inhibition of transcription factor PU.1 is crucial in the development of t(8;21) and t(15;17) subgroups of acute myeloid leukemias (AMLs). Here we demonstrate a converse role of PU.1 as an essential positive regulator in the initiation and maintenance of MLL-AF9 mouse leukemia. Using a large cohort of publicly avialable AML patients expression data and PU.1's ChIP-seq/chip data, we will construct the global transcriptional network of PU.1. For identification of PU.1's transcriptional program specifically in MLL leukemia, we plan to use a MLL-ENL inducible system combining with ChIP-seq and RNA-seq technologies. Using survival analysis, we will explore whether PU.1-governed transriptional program is associated with patients outcomes in MLL leukemia. Furthermore, we will validate and identify the key targets/pathways regulated by PU.1 in terms of molecular mechanism. This proposed study aims to reveal molecular mechanisms of transcriptional facotr PU.1 in oncogenesis of MLL leukemia. The reults of this study will help us in understanding of MLL leukemia oncogenesis and will provide new clews in cancer therapy of this leukemia.

混合谱系白血病MLL是一类恶性程度高、预后差的难治性急性白血病，致病机制不是十分明确。我们发现，与以往研究中转录因子PU.1在t(8;21)和t(15;17)急性白血病中"抑癌基因"的作用相反，PU.1在MLL白血病病人中高表达，并证实了PU.1在小鼠MLL白血病模型中具有诱发和维持肿瘤细胞生长的作用。为了探索PU.1在特定白血病亚型中促进肿瘤生长的作用机制，本课题将利用大规模AML病人表达数据、PU.1全基因组靶向定位技术（ChIP-seq）、及可诱导细胞模型，通过整合分析构建PU.1的转录调控网络，明确PU.1在MLL白血病中的转录程序。并基于大量AML病人临床资料进行生存分析，探索PU.1对患者生存预后的评判能力。进而通过分子生物学实验对PU.1关键靶基因的作用机制进行深入挖掘。最终揭示PU.1参与MLL白血病致病的作用机制，为该类白血病的临床诊断、预后评估及靶向治疗提供新的线索。

混合谱系白血病（Mixed Lineage Leukemia，MLL）是一类恶性程度高、预后差的难治性急性白血病，因染色体易位形成MLL融合蛋白而得名。MLL融合蛋白激活下游一系列在血细胞分化和发育过程中起关键作用的基因表达，继而引发造血细胞的发育紊乱和分化停滞，最终导致白血病。 虽然MLL融合蛋白在MLL致病机制中非常重要，但是单有MLL融合蛋白不足以引起MLL白血病。是否存在其它关键的独立致病因子，与MLL融合蛋白平行或产生交互作用，一直是白血病领域中广受关注的问题。. 在此课题研究中，我们首先发现与以往研究中转录因子PU.1在t(8;21)和t(15;17)急性白血病中“抑癌基因”的作用相反，PU.1在MLL白血病中高表达，并证实了PU.1在小鼠MLL白血病模型中具有诱发和维持肿瘤细胞生长的作用，而且PU.1不是MLL融合蛋白的下游靶基因。 为了进一步探索PU.1在MLL白血病中的致病机制，该研究应用高通量测序手段对白血病转录组展开系统探索。通过对全基因组ChIP-seq数据及转录组数据的整合分析鉴定出一组直接受PU.1调控的表达印迹。在生物学功能方面，这个由15个靶基因组成的表达印迹分别对应到细胞生长、造血分化及炎性反应等重要生物学通路上。这15个受PU.1调控的靶基因中包含了MLL融合蛋白下游的MEIS-HOX通路上的关键调控因子。最终，应用大规模急性白血病病人的临床生存数据，该研究证实PU.1调控的表达印迹在病人生存预后方面具有重要的预测作用。 . MLL白血病的病因和发病机制目前仍不是十分明确，但转录调控紊乱是促进白血病形成的一个重要因素。该研究在MLL白血病的转录调控机制研究方面进行了创新的探索，与以往研究中认为PU.1是抑癌基因不同，我们发现转录因子PU.1具有维持MLL白血病的作用,在作用机制方面， PU.1是独立于MLL融合蛋白的关键调控因子。PU.1除了自己独有的转录调控靶基因以外，还与MEIS1协同作用，共同调控血细胞分化发育的重要基因。该研究为MLL白血病的临床诊断、预后评估及靶向治疗提供了新的线索。