MicroRNA在粒系和单核系细胞分化和相关急性髓系白血病中的功能和转录调控研究

在前期研究基础上，选择5个microRNA基因簇共９个microRNAs〔它们都在造血干细胞向粒系或/和单核系分化过程中表达上调但在相关急性髓系白血病（AML）患者中表达减少，因此可能在粒系或/和单核系细胞分化以及相关AML发生发展中起重要作用〕，拟通过转染和慢病毒载体介导的基因转移等方法，实验这些microRNA过表达或抑制情况下对AML细胞系和干/祖细胞向粒系和单核系分化发育、细胞扩增和凋亡的影响，并通过分析microRNA的靶基因、靶基因调节的信号转导途径和表观遗传调控等确定这些microRNA的作用机制。同时研究转录因子和表观遗传修饰对这些microRNA clusters的转录调控，并研究转录因子和microRNAs协同作用在细胞分化中的作用，为阐明粒系和单核系细胞分化的复杂调控网络以及AML发生发展的分子机制提供新资料，并为发展AML治疗的新方法提供理论依据。

非编码RNA在造血和白血病中的功能和机制尚不清楚。我们证明miR-181家族通过靶向PRKCD、CTDSPL和CAMKK1基因，抑制粒系分化和单核/巨噬分化（以下简称单核分化），检测到miR-181家族在急性髓系白血病（AML)中异常增加和靶基因蛋白减少。在用AML骨髓造血干/祖细胞（HSPC）建造的AML小鼠模型中，注射Lenti-miRZip-181a，可抑制miR-181家族表达，并表明这可能作为AML治疗的新策略； 证明在单核分化中，PU.1调控miR-22转录，miR-22靶向MECOM，通过增加c-Jun水平以及缓解MECOM和GATA2调节的对于c-Jun 和 PU.1相互作用的干扰，导致c-Jun/PU.1复合物增加，促进分化。在AML患者中检测到PU1和miR-22降低，MECOM升高。在AML HSPC中导入miR-22,缓解分化受阻，抑制细胞过度扩增，显示其在AML治疗中的潜能； 证明在单核分化中，PU.1结合到miR-199a-2启动子抑制转录，miR-199a-5p靶向和下调ACVR1B，进一步影响TGF-β信号通路中Smad2/3的磷酸化，减低C/EBPα，抑制分化； 证明在AML细胞中c-Myc的异常高表达通过募集HDAC3 形成复合物，结合于miR-451启动子抑制转录，miR-451通过靶向YWHAZ/AKT通路诱导细胞凋亡并抑制细胞恶性增殖。在AML中，miR-451低表达与c-Myc 和 YWHAZ的高表达负相关，表明c-Myc/miR-451/YWHAZ通路在AML发生中起作用。证明了导入miR-451在AML治疗中的潜能；证明miR-146b通过靶向PDFGRA，抑制PDGFRA/JNK/JUN/HEY1通路，缓解对GATA1的转录抑制，促进红系和巨核系分化。也证明GATA1结合于miR-146b启动子活化转录；鉴定了单核系长非编码RNA lnc-MC，证明其被PU.1转录活化。lnc-MC作为内源性竞争RNA，减少miR-199a-5p表达和可利用性，从而减弱了对于ACVR1B介导的TGF-β通路的抑制，促进单核分化；鉴别和确定RNA结合蛋白ZFP36L1通过结合CDK6 mRNA 3’UTR降解mRNA，促进单核分化，ZFP36L1也可能作为一个潜在治疗靶标。总之本项目揭示了正常造血和白血病发生的新机制和潜在治疗靶标。